Гидромеханические процессы в бытовых машинах и приборах

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уфимская  государственная  академия экономики  и сервиса»

Институт  техники и технологии сервиса

Кафедра Машины, аппараты, приборы и технологии сервиса 

 
 

Гидромеханические процессы в бытовых  машинах и приборах

(тема) 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по теоретическим процессам в БМП 
 

(обозначение  документа) 
 
 

 
 
 
 
 
 

УФА-2011 

 

Содержание

  Введение………………………………………………………………..................3

1. Холодильный компрессор……………………………………………………. 5

1. Работа  компрессора…………………………………………….………….. 5

2. Полный  цикл компрессора……………………………………….…….…….. 9

3. Расположение  компрессора………………………………………………..…10

4. Классификация компрессоров………………………………………….…….10

5. Принцип действия…………………………………………………..................12

6. Расчет  компрессора…………………………………………………………....16

 Заключение………………………………………………………………………..22

 Использованная литература…………………………………………………...…23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Введение

   Холодильные агрегаты применяются в различных крупных отраслях промышленности, таких как машиностроение, полиграфия и пищевая промышленность, для создания систем кондиционирования воздуха и для поддержания рабочего состояния бассейнов и катков. Производством холодильных компрессоров и агрегатов занимаются многие компании, однако лишь некоторые закрепляются на рынке, подтверждая качество и безопасную эксплуатацию продукции. Известный производитель холодильного оборудования компании «BITZER» представляет поршневые и спиральные компрессоры с малой и средней производительностью, холодильное оборудование марки «BITZER» неоднократно подтверждало свое высокое качество и надежность в эксплуатации. Не менее известная компания «DORIN» занимается производством винтовых компрессоров открытого типа. Устройство данных холодильных компрессоров позволяет им успешно работать там, где отсутствует электроэнергия – в полевых условиях или в море. Транспортные компрессоры компании широкого диапазона использования активно применяются в холодильных установках на судах, железнодорожных и автомобильных рефрижераторах. Современные требования к экологической безопасности производства привели к технологическому совершенствованию холодильных компрессоров. Компанией «DORIN» и ее дочерними фирмами выпускается более 70 моделей компрессоров с широчайшим диапазоном мощностей и общей производительности. Абсолютное качество, высокая надежность и экологическая безопасность продукции гарантируется применением углекислого газа в качестве холодильного агента, а также новейшими разработками и постоянным совершенствованием оборудования. Компрессоры компании «DORIN» применяются в торговом холодильном оборудовании, ледогенераторах, установках охлаждения жидкостей, транспортных холодильных установках. Области применения холодильных компрессоров компаний «MANEUROP» и «ASPERA» схожи: получаемый диапазон температур от +15°C до –30°С позволяют использовать данные компрессоры при производстве систем кондиционирования воздуха, холодильных камерах со значительным объемом, ими оснащаются холодильное оборудование в торговых залах и установки охлаждения жидкостей. Установки применяются как в торговой, так и в промышленной сфере. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Холодильный компрессор

   Теоретической основой, на которой построен принцип  работы холодильников, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно. При этом основная передача тепла основана не на цикле Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации. В принципе возможно создание холодильника, использующего только цикл Карно, но при этом для достижения высокой производительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь охлаждающего и нагревающего теплообменника.

   Основными составляющими частями холодильника являются:

   компрессор, создающий необходимую разность давлений;

   испаритель, забирающий тепло из внутреннего  объёма холодильника;

   конденсатор, отдающий тепло в окружающую среду;

   терморегулирующий вентиль, поддерживающий разность давлений за счёт дросселирования хладагента;

   хладагент — вещество, переносящее тепло  от испарителя к конденсатору.

   Работа  компрессора

   Компрессор  засасывает из испарителя хладагент  в виде пара, сжимает его (при этом температура хладагента повышается) и выталкивает в конденсатор. В бытовых холодильниках используются герметичные поршневые мотор-компрессоры. В таких компрессорах электродвигатель располагается внутри корпуса компрессора, что позволяет предотвратить утечки хладагента через уплотнение вала. Для поглощения вибраций применяется подвеска компрессора. Подвеска компрессора может быть наружной, когда на пружине подвешивается корпус компрессора, или внутренней, когда подвешен двигатель компрессора внутри корпуса. В современных бытовых холодильниках наружная подвеска не применяется, так как она хуже поглощает вибрации компрессора, который к тому же производит больше шума. Для смазки компрессора применяют специальные рефрижераторные масла. Стоит отметить, что масло и хладагент хорошо растворяются друг в друге.

   В конденсаторе нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и при этом конденсируется, то есть превращается в жидкость, поступающую в капилляр. В бытовых холодильниках чаще всего применяются ребристо-трубные конденсаторы, в качестве оребрения применяется стальная проволока или стальной лист с прорезями. Охлаждение конденсаторов обычно естественное, за исключением холодильников больших объёмов.

   Жидкий  хладагент под давлением через  дросселирующее отверстие (капилляр или  терморегулируемый расширительный вентиль) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение её в пар. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника. Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая тепло. Испарители бытовых холодильников чаще всего листотрубные, сваренные из пары алюминиевых листов. Испаритель морозильной камеры часто совмещён с её корпусом, в то время как испаритель холодильной камеры (в холодильниках с двумя испарителями) располагают на задней стенке камеры.

   Терморегулируемый расширительный вентиль необходим  для создания необходимой разности давлений между конденсатором и  испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объём испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается. В бытовых холодильниках чаще всего вместо ТРВ используется капилляр. Он не меняет своё сечение, а дросселирует определённое количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра, длины и типа хладагента.

   Большое значение имеет чистота хладагента: вода и примеси могут засорить капилляр или повредить компрессор. Примеси могут образовываться в результате коррозии внутренних стенок трубопроводов холодильника, а влага может попасть при заправке холодильника, либо проникнуть через неплотности (особенно в холодильниках с открытым компрессором). Поэтому при заправке тщательно соблюдается герметичность, перед заправкой контур вакуумируется. В каждом холодильнике имеется фильтр-осушитель, который устанавливается перед капилляром.

   Обычно  также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру на выходе из конденсатора и из испарителя. В результате к дросселю поступает уже охлаждённый хладагент, который затем ещё сильнее охлаждается в испарителе, в то время как хладагент, поступивший из испарителя подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить производительность холодильника, а также предотвратить попадание жидкого хладагента в компрессор.

   В действительном процессе работы компрессора  во время сжатия температура пара повышается и тепловой поток направлен от пара к стенкам цилиндра. Во время процесса всасывания тепловой поток имеет противоположное направление — от стенок цилиндра к пару, что вызывает увеличение удельного объема последнего и уменьшение массы пара, поступающего в цилиндр компрессора, а следовательно, снижение производительности машины. При влажном ходе в компрессор засасываются капли жидкости, которые при входе в цилиндр, в результате резкого уменьшения скорости пара, отделяются от него и оседают на стенках цилиндра, нагретых во время предыдущего процесса сжатия. При соприкосновении капель жидкости с горячей поверхностью стенок цилиндра происходит образование пара, что уменьшает количество всасываемого холодильного агента,  следовательно, снижает производительность компрессора. Поэтому производительность компрессора при влажном ходе меньше, чем при сухом. Почти во всех холодильных установках компрессоры работают сухим ходом. В аммиачных машинах сухой ход компрессора достигается обычно при помощи специального аппарата — отделителя жидкости или регулированием подачи холодильного агента в испаритель. Отделитель жидкости включается во всасывающую линию холодильной установки между испарителем и компрессором. Построение цикла в s, Т- или I, g р-диаграммах практически удобнее начинать с нанесения на них изобар, соответствующих заданным температурам кипения и конденсации холодильного агента. Затем следует нанести линию, соответствующую процессу сжатия паров холодильного агента в компрессоре. Теоретически этот процесс протекает по адиабате, следовательно, он пройдет по линии s=const. Сжимается пар в компрессоре от давления кипения до давления конденсации, поэтому начальная точка линии сжатия находится на изобаре кипения, а конечная — на изобаре конденсации. Положение начальной точки на изобаре кипения определяется: при всасывании перегретого пара температурой всасывания, а при влажном ходе содержанием засасываемого пара. При поступлении в компрессор сухого насыщенного пара дополнительных параметров, кроме давления или температуры кипения, для определения начальной точки не требуется. Положение конечной точки линии сжатия находится на пересечении этой линии с изобарой конденсации. За процессом сжатия на диаграмму нужно нанести процессы, протекающие в конденсаторе. Эти процессы располагаются на изобаре конденсации. Начальной их точкой является конечная точка процесса сжатия, а конечной — точка 3 пересечения этой изобары с изотермой, соответствующей заданной температуре перед регулирующим вентилем. По заданным температурам наносят цикл на тепловую диаграмму, при помощи которой и ведут расчет. При этом весь цикл на диаграмме можно не изображать, а отметить только характерные точки цикла и выписать соответствующие этим точкам значения необходимых параметров холодильного агента.