Тема: Компрессоры холодильных машин. Теплообменные аппараты.

Цель: Ознакомиться с классификацией, принципом действия, техническими характеристиками компрессоров и теплообменными аппаратами.

План лекции

1.Классификация компрессоров. Рабочие процессы, теоретические и действительные процессы, подача и мощность компрессора.

2.Влияние эксплуатационных факторов на показатели работы компрессора.

3.Тепловой расчет одноступенчатого компрессора, определение подачи, мощности и холодопроизводительности. Выбор компресора по каталогу на основании полученных расчетных данных.

4.Теплообменные аппараты. Конденсаторы, их классификация, конструкция и расчет.

5.Испарительные аппараты и вспомогательное оборудование.

Классификация компрессоров

Слово компрессор происходит от "компрессии" (латинское соmpressio - сжатие - силовое воздействие на газообразное тело, приводящее к уменьшению занимаемого им объема, а также к повышению давления и температуры). В холодильной машине компрессор служит для отсасывания паров хладагента из испарительной части (испарителя), их сжатия и нагнетания в конденсатор.

По принципу действия различают объемные лопаточные и струйные компрессоры. В объемных компрессорах объем, занимаемый парами, сжимают, уменьшая его, а затем нагнетают в сторону высокого давления холодильной машины (конденсатор). В лопаточных компрессорах пары хладагента перемещаются через проточную часть компрессора под воздействием вращающихся лопаток. Струйные компрессоры работают по принципу струйных насосов.

По конструктивным особенностям различают компрессоры поршневые, винтовые, пластинчатые, ротационные и др., основанные на объемном принципе действия. В лопаточных компрессорах, к которым относятся радиальные, осевые и вихревые, использован динамический принцип действия.

В судовых холодильных установках наибольшее распространение получили компрессоры поршневые, винтовые и ротационные (рис. 2.1).

По конструктивным признакам компрессоры классифицируют на компрессоры простого и двойного действия (рис. 2.1, а, б), по числу цилиндров - на одно- и многоцилиндровые. В зависимости от направления движения паров хладагента в цилиндре компрессоры разделяют на непрямоточные и прямоточные (рис. 2.1,0, г), по расположению цилиндров - на горизонтальные, вертикальные, с V-образным и W-образным расположением цилиндров (рис. 2.1, е, ж). На судах применяются в основном компрессоры вертикальные и с V-образным и W-образным расположением цилиндров (угловые).

В компрессорах двойного действия (см. рис. 2.1,6) сжатие паров хладагента обычно осуществляется в полостях с обеих сторон поршня. В компрессорах простого действия (см. рис. 2.1, а) пары сжимаются только с одной стороны поршня, другая полость цилиндра сообщается с картером компрессора.

В прямоточных компрессорах (см. рис. 2.1, г) пары в цилиндре движутся в одном направлении в течение всего цикла. Всасывающий клапан размещается в днище поршня, нагнетательный - в крышке цилиндра. В непрямоточных компрессорах (см. рис. 2.1, в) движение пара совпадает с направлением движения поршня.

Двухступенчатые поршневые компрессоры судового типа чаще всего выпускают в однокорпусном исполнении, как показано на (рис. 2.1, г, 6) где низкая ступень НС, высокая ступень ВС. Диаметр цилиндра высокой ступени меньше диаметра цилиндра низкой ступени (см. рис. 2.1, д). В другом варианте (см. рис. 2.1, е, ж) двухступенчатый компрессор имеет одинаковые размеры цилиндров низкой и высокой ступени, но количество цилиндров, работающих в низкой ступени, больше (3:1, 6:2 и т. д.).

Если компрессор приводится в действие от отдельного электродвигателя с помощью клиноременной передачи или непосредственно от вала электродвигателя через муфту (рис. 2.1,з), то при таком исполнении устанавливают сальник коленчатого вала в месте выхода его из картера. Сальник является слабым звеном компрессора, поэтому выпускают компрессоры бессальниковые (рис. 2.1, и) и герметичные (рис. 2.1, к). Отсутствие сальника повышает надежность работы компрессора.

При работе компрессора необходимо учитывать следующее. Он работает в широком диапазоне изменения давлений в конденсаторе и испарителе; хладагент, взаимодействуя со смазочным маслом, нередко изменяет его свойства. Всасываемый пар может иметь низкую температуру. Утечки хладагента из компрессора в атмосферу, как и подсос воздуха в компрессор, недопустимы. При конструировании компрессоров необходимо учитывать химические и физические свойства хладагента. Так, в аммиачных холодильных машинах нельзя использовать медь и его сплавы.

К компрессорам предъявляются следующие требования: высокая надежность, достаточный моторесурс деталей и узлов компрессора, высокая энергетическая эффективность, полная автоматизация работы компрессора, высокая степень унификации деталей и узлов компрессора, использование прогрессивной технологии при изготовление и ремонте, низкий уровень шума и механической вибрации.