Записывая
в выражении (1.10) вместо дифференциалов соответствующие производные по , получаем:
(1.11)
где
x- вертикальная
координата, отчитываемая от головки цилиндра, V(x)
– текущий рабочий объем в зависимости от положения поршня, - начальная масса
пара фреона,
- плотность жидкой фазы фреона.
Масса газовой фазы определяется соотношением:
(1.12)
Учитывая,
что ,
,
,
подставляя
в (1.12) получаем:
` (1.13)
Слагаемым
в дальнейшем можно пренебречь, т.к.
плотность жидкой фазы на 3 порядка больше газовой.
Подставляем (1.13) в выражение (1.11), упрощаем и приводим дифференциальное уравнение первого порядка к следующему виду:
(1.14)
здесьF – площадь поршня.
Поскольку кривая насыщения низкокипящих рабочих тел в области совершения работы сильно напоминает изоэнтропу, имеет смысл, вдобавок, рассчитать параметры пара по уравнению изоэнтропы:
(1.15)
Зависимость давления от положения поршня будет определяться соотношением:
(1.16)
Зависимость температуры от положения поршня будет определяться соотношением:
(1.17)
Глава 2. Расчет энергетической установки на фреоне 141b.
Рис. 2.1 Принципиальная схема установки на фреоне 141b.
Параметры данной установки:
°С – температура выхлопных газов
на входе в испаритель,
°С – температура выхлопных газов
на выходе из испарителя,
°С – температура фреона 141b
на входе в испаритель,
°С – температура фреона 141b
на выходе из испарителя,
давление фреона на входе в конденсатор,
давление фреона на выходе из
испарителя.
Основным ограничением для расчета установки на фреоне 141b из-за опасности разложения фреона является температура на выходе из испарителя, равная 180 °С.
2.1 Тепловой расчет пластинчатого испарителя.
Аппарат проектируем на базе пластин “ПР- 0,5Е” из стали Х18Н10Т.
Соответствующие
параметры: – поверхность теплопередачи одной
пластины,
м - эквивалентный диаметр
межпластинчатого канала,
- площадь поперечного сечения
одного канала,
м – приведенная длина канала,
м – диаметр углового отверстия,
м – толщина пластины.
1) По известным нам параметрам составляем уравнение баланса и находим расход фреона:
Соответственно
,
Отсюда
находим расход фреона:
.
2) Вычисляем средний температурный напор:
°С
°С
38.64
3) Определяем скорость движения фреона в канале:
4) Вычисляем
критерий Прандтля и
при средней температуре фреона и
стенки:
При
°С физические свойства фреона:
,
,
,
.
5) Вычисляем критерий Нуссельта со стороны фреона:
6) Находим коэффициент теплоотдачи от фреона к стенке:
7) Аналогично определяем скорость движения выхлопных газов в канале:
8) Вычисляем
критерий Прандтля и
при средней температуре выхлопных
газов и стенки:
При
°С физические свойства выхлопных
газов:
,
,
,
.
9) Вычисляем критерий Нуссельта со стороны выхлопных газов:
10) Находим коэффициент теплоотдачи от выхлопных газов к стенке:
11) Вычисляем коэффициент теплопередачи:
12) Определяем общую поверхность теплопередачи аппарата:
13) Компоновочный расчет и уточнение величины рабочей поверхности:
а) Площади поперечных пакетов составят:
-
со стороны фреона - ;
-
со стороны выхлопных газов - ;
б) Число каналов в одном пакете:
-
со стороны фреона -
-
со стороны выхлопных газов - ;
в) Число пластин в одном пакете:
-
со стороны фреона -
-
со стороны выхлопных газов - ;
г) Определяем поверхность теплообмена одного пакета при полученном числе пластин:
-
со стороны фреона -
-
со стороны выхлопных газов - ;
д) Число пакетов в аппарате:
-
со стороны фреона - ;
-
со стороны выхлопных газов - ;
е) Число пластин в аппарате определяем с учетом наличия концевых пластин:
14)
Фактическая
площадь поперечного сечения каналов в пакетах для обеих сред составит: ;
15) Гидромеханический расчет - рассчитаем коэффициент общего гидравлического сопротивления гидравлические сопротивления пластин:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.