;
где
-
;
.366*
;
;
Подсчитаем мощность на преодоление гидравлических сопротивлений:
– коэффициент полезного действия
насоса по выбранному расходу фреона.
.
2.2 Тепловой расчет конденсатора воздушного охлаждения на фреоне 141b.
За основу данного теплообменника берем
конденсаторный блок бытового кондиционера воздушного охлаждения. Теплообменник
выполнен из медных трубок, внутренний диаметр труб
, толщина стенки
. Продольный и поперечный шаг труб
. Трубы имеют плоское оребрение с
шагом
, толщина ребра
. Температура охлаждающего воздуха
.

Рис. 2.1 Конденсатор воздушного охлаждения

Рис. 2.2 Коридорный пучок труб с плоским оребрением.
Определим площадь поверхности ребер на 1 погонный метр трубы [9]:

Площадь межреберных участков на 1 метр трубы:

Площадь оребренной наружной поверхности 1-го метра трубы:
![]()
Определим коэффициент оребрения:

Степень оребрения:

Эквивалентный диаметр канала для прохода воздуха в случае плоского оребрения коридорного пучка труб определяется соотношением:

Площадь живого сечения рассчитывается из соотношения:

где
– фронтальная площадь сечения
аппарата, a- просвет
между двумя соседними ребрами.
Скорость воздуха в живом сечении находится из соотношения:

Определим число Рейнольдса для воздуха в узком сечении:

Найдем число Нуссельта при вынужденном поперечном обтекании коридорного пучка труб:
![]()
Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха:

Определим
безразмерный комплекс
:

Эффективность ребра составит:

Теперь сможем определить приведенный коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха для труб с оребрением:

Определим коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося фреона по формуле:

Коэффициент теплопередачи оребренной трубы рассчитывается по формуле:

Необходимая теплопроизводительность аппарата:
,

Рассчитаем необходимую площадь поверхности теплообмена:

Поверхность одного погонного метра оребреной трубы:
![]()
Суммарная длина труб аппарата:

Площадь живого сечения одного ребристого элемента:
![]()
Число ребристых элементов во фронтальном сечении равно отношению площади живого сечения всего аппарата к площади сечения одного ребристого элемента:

Суммарная длина труб во фронтальном сечении:
![]()
Фронтальная площадь сечения аппарата рассчитывается как:

Ширину и длину секции b, Lориентировочно выбираем из формулы:

где z– количество вентиляторов (принимаем z=1)
![]()
Число трубок во фронтальном сечении пучка:

Число трубок вдоль потока воздуха:

Расчет мощности вентилятора:

2.3 Определение основных характеристик поршневой установки.
Работа, совершаемая смесью за 1 рабочий такт в одном цилиндре определяется выражением:
,
где
- координата нижней и верхней
мертвой точек хода поршневой установки,
–
входная и выходная температура поршня соответственно.
Параметры, необходимые для вычисления работы смеси за 1 такт, определяются в специально написанной программе (приложение А).
Полезная мощность, вырабатываемая двигателем составляет:
=
*![]()
где
- количество цилиндров,
–
частота вращения, об\сек.
Массовый расход фреона при таких параметрах составляет:
![]()
Подводимая тепловая мощность, которая идет на испарение фреона в испарителе, составляет:
![]()
.912*![]()
Подводимая тепловая мощность, которая идет на конденсацию фреона в конденсаторе воздушного охлаждения, составляет:
![]()
![]()
Мощность вентилятора:

Мощность насоса на прокачку:
, где
,
гидравлическое сопротивление на
прокачку и на преодоление углов.
Таким образом, коэффициент полезного действия поршневой установки:


Общий коэффициент полезного действия энергоустановки составляет:
![]()
Однако, в данный момент мы имеем возможность использовать только высокотемпературный контур, следовательно после пересчета:
Заключение по главе 2.
1)
Проведена
предварительная конструктивная проработка энергетической установки малой
мощности на фреоне 141b.
Относительный прирост КПД всей энергоустановки составил
, что является неплохим
показателем.
2) Рассчитана экономическая часть данного проекта.
Поскольку цены на все комплектующие, на природный газ, а также тарифы на электроэнергию известны, можно произвести оценочный расчет периода окупаемости данной установки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.