Молодежникова Л.И. Технологические энергоносители промышленных предприятий. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

111

1,5 11,14 0,42 2,53 0,55 0,78 0,68* 0,2 0,9

2 19,1 0,43 4,3 0,58 1,32 0,72 0,33 0,92 0,17 1,03

3 41,19 0,45 9,13 0,61 2,78 0,77 0,7 1 0,36 1,12

4 15,68 0,64 4,74 0,81 1,18 1,05 0,60 1,19

5 23,94 0,64 7,18 0,83 1,78 1,09 0,91 1,24 0,26 1,55

6 33,91 0,66 10,12 0,85 2,5 1,12 1,27 1,28 0,36 1,6 0,1 1,98

7 45,57 0,67 13,54 0,87 3,32 1,15 1,68 1,31 0,47 1,65 0,14 2,04

8 17,45 0,88 4,26 1,17 2,16 1,33 0,61 1,69 0,18 2,1

9 21,84 0,89 5,31 1,19 2,68 1,36 0,75 1,73 0,22 2,15

10 26,71 0,9 6,48 1,2 3,26 1,38 0,91 1,76 0,27 2,19 0,12 2,53

15 13,96 1,26 6,99 1,45 1,94 1,87 0,56 2,36 0,24 2,74

20 24,21 1,29 12,07 1,49 3,31 1,94 0,96 2,48 0,41 2,89

25 37,23 1,31 18,50 1,52 5,05 2 1,45 2,56 0,63 3

30 93,01 1,32 26,28 1,54 7,13 2,03 2,04 2,62 0,88 3,09

40 45,86 1,57 12,35 2,09 3,5 2,72 1,5 3,22

50 18,97 2,13 5,34 2,78 2,28 3,31

60 26,98 3,15 7,57 2,83 3,22 3,38

70 36,40 2,17 10,17 2,87 4,32 3,44

80 47,21 2,19 13,15 2,9 5,57 3,48

90 16,51 2,92 6,98 3,52

100 20,24 2,94 8,54 3,55

125 31,35 2,98 13,14 3,60

150 44,58 3 18,7 3,65

175 25,24 3,68

200 37,75 3,7

250 50,69 3,74

*Скачек при переходе от одной формулы к другой

112

Приложение 7

Коэффициенты местных сопротивлений

Местное сопротивление

Значение



Внезапное сужение в пределах перехода на следую-

щий меньший диаметр по ГОСТ (для участка с

меньшим диаметром)

0,35

Тройник (для участка с меньшим расходом газа):

проходной

поворотный

1,5

Крестовина (для участка с меньшим расходом газа):

проходная

поворотная

Отвод гнутый 90°

0,3

Угольник 90° с d, мм:

50 и более

2,2

2,1

1,6

1,1

Кран пробочный с dу, мм:

20 и более

Задвижка с dу 50–100 мм 0,5

113

Литература

1. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика: учеб-

ное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат,

1975. – 323 с.

2. Багдасаров В.А. Внутридомовые газовые сети и оборудование. –

2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Недра, 1974. – 152 с. (Библиотека мастера

газового хозяйства).

3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч

. Ч. 2. Во-

допровод и канализация / Ю.Н. Саргин, Л.И. Друскин, И.Б. Покровская

и др.; под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера. – 4-е изд., перераб. и

доп. – М.: Стройиздат, 1990. – 247 с. (Справочник проектировщика).

4. Газовое оборудование. Номенклатурный каталог. В 2 кн. – Сара-

тов: Гипрониигаз, 1989. – Кн. I–II.

5. Ионин А.А. Газоснабжение:

учебник для вузов. – 3-е изд., пере-

раб. и доп. – М.: Стройиздат, 1981. – 415 с.

6. Кедров В.С., Ловцов Е.Н. Санитарно-техническое оборудование

зданий: учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 1989. – 495 с.

7. Правила безопасности в газовом хозяйстве. Госгортехнадзор

СССР. – М.: Недра, 1991. – 142 с.

8. Репин Н.Н., Шопенский Л.А. Санитарно-технические устройства

и газоснабжение

зданий: учебник для техникумов. – 4-е изд., перераб. и

доп. – М.: Стройиздат, 1975. – 288 с.

9. Рожков Н.Т. Пуск и наладка санитарно-технических устройств:

учеб. пособие для инж.-пед. работников проф.-техн. образования и по-

вышения квалификации рабочих на производстве. – М.: Высшая школа,

1974. – 176 с.

10. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснаб-

жение и вентиляция: учеб. для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.:

Стройиздат, 1991. – 480 с.

11. СНиП 2.04.08-87. Газоснабжение / Госстрой СССР. – М.:

ЦИТП Госстроя СССР, 1995. – 66 с.

114

Раздел 3. Холодоснабжение

1 Значение холодильной техники и способы получения

искусственного холода

Установки для получения низких температур можно разделить на

три группы:

установки для умеренного охлаждения (до –180 °С);

установки для выработки глубокого холода (до –270 °С);

установки для достижения сверхнизких температур (ниже

–270 °С);

Установки для получения глубокого холода получили применение

в экспериментальной технике, а также для разделения газовых смесей и

широко используются для сжижения газов, так как газы имеют низкую

нормальную температуру конденсации, например:

Сжиженные газы легко транспортабельны. Многие газы, получае-

мые при низкотемпературном разделении,

требуются в огромных коли-

чествах: кислород – для интенсификации процессов производства чугу-

на и плавки стали (кислородное дутьё), азот – для получения химиче-

ских удобрений, метан – для производства пластмасс, водород – как вы-

сококалорийное топливо, гелий – как теплоноситель и т. д. Получение

сверхнизких температур, близких к абсолютному нулю, необходимо для

некоторых аппаратов и приборов

, используемых при изучении сверхте-

кучести, сверхпроводимости и в других физических исследованиях.

Основным назначением холодильных машин является выработка

искусственного холода или отвод тепла от охлаждаемого тела. При по-

мощи холодильных установок можно понижать температуру различных

объектов или в ограниченных объёмах поддерживать более низкую

температуру по сравнению с окружающей средой. Роль холодильных

машин в промышленности и народном хозяйстве в настоящее время

весьма значительна. Холодильные установки стали не только неотъем-

лемым оборудованием пищевых предприятий, но и служат мощным

средством для интенсификации процессов в различных отраслях техни-

ки: в химической промышленности – при производстве пластмасс и ис-

кусственных волокон, на транспорте, особенно в авиации, в системах

СH

Т, ºК 111 90 77 20 4

115

кондиционирования воздуха, в машиностроении – для низкотемпера-

турной термической обработки металлов, в строительстве – для замора-

живания грунтов.

2 Классификация холодильных установок

Работа холодильной установки состоит в выработке холода путем

отвода теплоты от объекта, температура которого выше температуры

окружающей среды.

По принципу работы холодильной установки подразделяются на:

Термомеханические, в основу которых положены процессы

повышения и понижения давления рабочего тела.

2. Электромагнитные, работа которых основана на использо-

вании электрических магнитных полей.

В технике преимущественное распространение получили термоме-

ханические установки. Различают:

Компрессионные установки (принцип действия основан на

механическом сжатии):

1.1 парожидкостные

1.2 газожидкостные

1.3 газовые

2. Сорбционные (за счет выделение или поглощения тепла в

процессах сорбции):

2.1 абсорбционные

2.2 адсорбционные

3. Струйные установки (используется энергия потока):

3.1 пароэжекторные

3.2 вихревые трубы

Электромагнитные установки подразделяются на:

Термоэлектрические, когда процесс изменения температуры

осуществляется путем использования постоянного электрического тока

в последовательно соединенных разнородных проводниках.

2. Магнитокалориметрические – трансформация тепла осуще-

ствляется путем последовательного намагничивания и размагничивания

ферромагнитных тел.

3. Ферромагнитные – трансформация тепла осуществляется за

счет магнитных и электрических полей.

4. Электрокалориметрические – трансформация тепла осуще-

ствляется действием электрического тока на сегмент электрики.

116

По характеру трансформации тепла холодильные установки можно

подразделить на две группы:

Работающие по повысительной схеме

2. Работающие по расщипительной схеме

Рис.1 Холодильные установки: а) работающие по повысительной схеме;

б) работающие по расщепительной схеме.

3 Рабочие вещества холодильных машин

Холодильным агентом (хладагентом) называется вещество, ис-

пользуемое в любом холодильном процессе для поглощения теплоты,

отводимой от охлаждаемого объекта.

В качестве хладагента можно использовать любое вещество в твер-

дом, жидком или газообразном состояниях. Основное требование –

температура хладагента должна быть ниже температуры охлаждаемого

тела.

В холодильной технике применяют достаточно большое число

жидких и

газообразных хладагентов. Помимо однокомпонентных (или

чистых) хладагентов в последнее время находят применение многочис-

ленные смеси, составленные из двух и более чистых хладагентов.

Идеальный хладагент должен обладать хорошими термодина-

мическими показателями и обеспечивать высокую эффективность рабо-

ты холодильной машины.

К наиболее широко используемым хладагентам относится аммиак

фреоны, чистые углеводороды и вода.

117

В России принята разработанная Международной организацией по

стандартизации (ИСО) специальная система обозначения хладагентов.

Хладагент обозначается буквой R и числом. Буква R – это первая буква

в слове Refrigerant – хладагент. Цифры обозначали марку хладагента и

его структуру.

Смеси хладагентов обозначают как названия компонентов через

дробь, а в скобках дают соотношение массовых долей. Так смесь хлада-

гентов

, состоящая на 90 % из R22 и 10 % из R12, обозначают как

R22/К12 (90/10).

Азеотропные смеси – это смеси, ведущие себя как однокомпонент-

ное вещество. В процессах кипения и конденсации этих смесей не изме-

няются соотношения между компонентами. Эти хладагенты условно

обозначают цифрами 500, 501 и т. п.

Например, хладагент R 502 представляет собой азеотропную смесь,

состоящую на 48,8 % из хладагента R22 и

на 51,2 % из R115, и имеет

еще одно обозначение – R22/R115 (48,8/51,2).

Хладагенты неорганического происхождения (аммиак, вода) обо-

значают цифрой 700, к которой прибавляют молекулярную массу веще-

ства. По этой системе обозначений аммиак и вода имеют номера R717 и

R718 соответственно.

Хладоносители: Искусственное охлаждение помещений, продук-

тов, материалов или других объектов может осуществляться непосред-

ственным путем, если испаритель холодильной установки размещается

в охлаждаемом помещении. В большинстве же случаев холодильная ус-

тановка обслуживает ряд потребителей холода. В этих схемах приме-

няют рассольное охлаждение, при котором незамерзающий рассол слу-

жит промежуточным носителем, холода, непрерывно циркулируя при

помощи насоса между испарителем и охлаждаемым объектом. В систе-

мах кондиционирования рассол из испарителя подается насосом в воз-

духоохладители, устанавливаемые в специальных камерах или непо-

средственно в охлаждаемых помещениях.

В качестве рассолов применяют водные растворы хлористого на-

трия NaCl (поваренной соли) и хлористого кальция СаС1

, которые

имеют достаточно низкие температуры замерзания и дешевы. Растворы

пригодны для использования лишь при температурах, превышающих те,

при которых они замерзают как однородная смесь, образуя соленый лед

(криогидратная точка). Криогидратной точке для раствора NaCI с кон-

центрацией 22,4 % (по весу раствора) соответствует температура минус

21,2 °С. А для раствора СаСI

, с концентрацией 29,9 % – температура

минус 55 °С. Поэтому для получения низких температур применяется

118

СаСI

. Соприкосновение любого рассола с металлом вызывает корро-

зию последнего, причём наиболее агрессивным является раствор NaCI.

В качестве хладоносителей применяются также водный раствор ди-

этиленгликоля, а в низкотемпературных условиях – фреон-30, которые

оказывают меньшее корродирующее действие на металл, но фреон-30

горюч и имеет небольшую теплоёмкость.

3.1 Требования к рабочим веществам

Требования, предъявляемые к хладагентам:

Низкое давление конденсации для облегчения конструкции

компрессорных установок и снижения утечек.

2. Давление испарения должно быть выше атмосферного, но

близким к нему.

3. Рабочее вещество (хладагент) должен иметь высокую вели-

чину удельной холодопроизводительности.

4. Хладагент в жидком состоянии должен иметь низкую теп-

лоемкость (для снижения потерь).

5. Хладагент должен обладать малым удельным объемом пара

при использовании поршневых компрессоров. При использовании тур-

бокомпрессоров желателен большой удельный объем.

6. Малая вязкость хладагента (в жидком виде) для снижения

гидравлических потерь, но очень низкая вязкость не желательна, т. к.

приводит к утечкам.

7. Химическая стабильность, коррозионная пассивность.

8. Взаимная нерастворимость хладагентов и смазочных мате-

риалов.

9. Взрывобезопасность, не горючесть.

10. Безвредность, нетоксичность.

11. Низкая стоимость.

12. Экологическая чистота.

Для хладагентов, используемых в абсорбционных установках, су-

ществуют дополнительные требования:

1. Малая разность давления конденсации и испарения.

2. Высокая теплота парообразования (для уменьшения расхо-

дов хладагентов и габаритов установки).

3. Малая теплота растворения.

4. Большая разность температур кипения абсорбента и рабоче-

го агента.

119

5. Высокая скорость поглощения

Требования, предъявляемые к хладоносителям:

1. Низкая температура замерзания.

2. Малая вязкость.

3. Повышенная теплоемкость.

4. Коррозионная и химическая стабильность.

5. Нетоксичность.

6. Дешевизна, наличие в природе в больших количествах.

4 Расчет холодопотребления

Количество холода можно найти двумя способами:

1. по укрупненным показателям QqN

хх



 , где Q

– холодо-

потребление, q

– удельное холодопотребление, N – количество потре-

бителей.

2. аналитическим методом

тпр

QQ



, где Q

т/пр

– количество

тепла, поступающего извне (теплопритоки).

4.1 Расчет теплопритоков (на примере холодильной камеры)

4.1.1 Теплопритоки через ограждающие конструкции

Теплопритоки через ограждающие конструкции

Q , определяют

как сумму теплопритоков (через стены, перегородки, перекрытия или

покрытия, через полы, заглубленные стены подвальных помещений),

вызванных наличием разности температур снаружи ограждения и внут-

ри охлаждаемого помещения

1Т

Q , а также теплопритоков в результат

воздействия солнечной радиации

1С

Q через покрытия и наружные стены:

11 1ТС

QQ Q

Теплопритоки через стены, перегородки, перекрытия или покрытия

1Т

Q , (в кВт) рассчитывают по формуле:

10 ( )10

Тд днв

QkF kFtt





  , кВт

где

k – действительный коэффициент теплопередачи ограждения,

определяемый при расчете толщины изоляционного слоя, Вт/(м

-К);

F – расчетная площадь поверхностей ограждения, м

;



– расчетная

120

разность температур (температурный напор), °С;

– расчетная темпера-

тура воздуха с наружной стороны ограждения, °С;

– расчетная темпе-

ратура воздуха внутри охлаждаемого помещения, °С.

При расчете теплопритоков через внутренние ограждения (стены и

перегородки), отделяющие одно помещение от другого, температура ко-

торого известна, вместе температуры наружного воздуха принимают

температуру данного помещения.

При расчете теплопритоков через внутренние ограждения, выхо-

дящие в неохлаждаемые помещения (коридоры, вестибюли, тамбуры),

температурный напор Θ принимают как часть расчетной разности тем-

ператур для наружных стен:

0, 7( )

нв

tt

, если эти помещения сообщаются

с наружным воздухом, и

0, 6( )

нв

tt

, если не сообщаются.

Рис.2 Разбивка на условные зоны:

а – площади полов; б – наружных ограждений в подвале

Если полы, расположенные на грунте, не имеют обогревательных

устройств, то теплоприток через них определяют суммированием теп-

лопотерь через условные зоны шириной 2 м (рис. 2, а) по формуле:

()10

Туслнв

QkFttm







где

усл

– условный коэффициент теплопередачи соответствующей

зоны пола, Вт/(м

·К), [для пола без теплоизоляции для I,II,III зон k

усл

ра-

вен соответственно 0,47; 0,23; 0,12 Вт/(м

-К), а остальной зоны пола

(IV зона)



0,07

усл

тм К

]; F – площадь соответствующей зоны по-

ла, м

; площадь участка пола размером 2X2, примыкающего к углу на-

ружных стен (заштрихованный участок), учитывают дважды.

Коэффициент т, характеризующий относительное возрастание

термического сопротивления пола при наличии изоляции,

1 1, 25( ... )







