Методичні вказівки для виконання практичних занять з дисципліни "Паливно-мастильні та інші експлуатаційні матеріали" для спеціальності 208 "Агроінженерія"

Про матеріал

Перегляд файлу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ВІДОКРЕМЛЕНИЙ ПІДРОЗДІЛ

НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ БІОРЕСУРСІВ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

«НЕМІШАЇВСЬКИЙ АГРОТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для виконання практичних занять

з дисципліни

ПАЛИВНО-МАСТИЛЬНІ

ТА ІНШІ ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ

для спеціальності 208 «Агроінженерія»

Немішаєве - 2019

Укладач: Викладач вищої категорії ВП НУБіП України «Немішаївський агротехнічний коледж» Панасенко В.С.

Рецензент: викладач вищої категорії, викладач-методист ВП НУБіП України «Немішаївський агротехнічний коледж» Мирончук В.М.

В методичних рекомендаціях викладені практичні роботи і розглянуті приклади їх виконання.

Дані методичні рекомендації відповідають сучасним вимогам та повністю відповідають діючій програмі з дисципліни «Основи теплотехніки і гідравліки».

Розрахований на студентів вищих навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації із спеціальності 208 «Агроінженерія»

Затверджено цикловою комісією технічних дисциплін

Протокол № ____ від «____»______2019р.

Голова комісії ___________ Бездушний П.М.

ЗМІСТ

ВСТУП…………………………………………………………………………..	4
Практична робота №1. Визначення втрат напору на ділянках трубопроводу……………………………………………………………………	5
Практична робота № 2. Визначення основних параметрів роботи насоса діючої насосної установки..................................................................................	12
Практична робота №3. Визначення основних параметрів роботи поршневих компресорів………..........................................................................	18
Практична робота № 4. Визначення параметрів водяної пари при допомозі HS – діаграми..…………………………………………….…………………...	24
Практична робота №5. Розрахунок теплопередачі, визначення теплових втрат приміщенням…………...……….………………………………………..	27
Практична робота №6. Розрахунок економічної роботи котельного агрегату……………………………………………………………………….…	33
Практична робота №7. Розрахунок площі поверхні нагріву і вибір типу нагрівальних приладів ……………………………………………………….	36
Практична робота №8. Розрахунок і вибір калориферів….............................	41
Практична робота №9. Визначення параметрів конвективної сушарки за допомогою Hd - діаграми вологого повітря…………………………………	45
Практична робота №10. Розрахунок повітрообміну і теплових витрат тваринницького приміщення…………………….…………………………..	49
Практична робота №11. Вивчення будови і роботи холодильної установки…………………………...……………………………………….…..	57
Додатки………………………………..…………………………………...…...	66
Список використаних джерел………………………………………………….	77

ВСТУП

Навчальна дисципліна «Основи теплотехніки і гідравліки» є однією з основних у підготовці техніка-електрика. Її вивчення дозволяє сформувати в студентів уявлення про науковий фронт і шляхи науково-технічного прогресу в сільському господарстві та розвитку теплової енергетики. Підвищується також загальноосвітній та інтелектуальний рівень студента, розвиваються його пізнавальні можливості, появляється самостійне творче мислення.

Набути стійких знань з дисципліни неможливо без вирішення практичних завдань, які не тільки формують професійні вміння і навички, поглиблюють рівень знань з даної дисципліни, але і сприяють створенню теоретичної бази для вивчення інших дисциплін, необхідних для підготовки техніка-електрика.

Успішне засвоєння теоретичного матеріалу дисципліни можливе на основі міцних знань з математики, фізики, хімії.

Основне завдання даного посібника - надати допомогу студентам при виконанні ними практичних робіт з дисципліни.

У даному посібнику приведена методика виконання цих робіт, а також приведені таблиці і рисунки, необхідні для виконання індивідуальних завдань студентами з кожної роботи.

Освоїти методику виконання практичних робіт допоможуть приведені в посібнику приклади, які студент повинен уважно розібрати.

Оформлені звіти зшиваються, вкладаються у пластикові файли і здаються викладачеві для перевірки і оцінки.

Схеми, графіки, які наводяться в практичних роботах, виконуються олівцем за допомогою креслярського приладдя і згідно з вимогами діючих ДСТУ.

Не зараховані завдання виконують знову і дають на повторну перевірку викладачу.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1

Тема: Визначення втрат напору на ділянці трубопроводу.

Мета роботи: Оволодіти методикою розрахунку втрат напору на ділянці трубопроводу.

Теоретичні відомості

У гідродинаміці розглядаються закони руху рідини в трубах, каналах і пористих тілах, а також питання обтікання тіл рідиною.

Рідина, що рухається, як і та, що перебуває в спокої, зазнає дії зовнішніх масових сил. До того ж у рідині, що рухається потрібно враховувати ще й сили тертя (в'язкість рідини).

Величинами, які характеризують рідину, що рухається, є швидкість, течія і тиск. Основне завдання гідродинаміки - встановити взаємозв'язок між ними при заданій системі зовнішніх сил, які діють на масу рідини, що рухається.

Витратою рідини називається кількість рідини (об'єм, маса), що протікає за одиницю часу через живий переріз потоку.

Середня швидкість потоку чисельно рівна відношенню об'ємної витрати через даний живий переріз до площі цього перерізу (А), тобто:

В природі існує два режими руху рідини: ламінарний, при якому рідина рухається шарами, не перемішуючись, і турбулентний, при якому рух частинок рідини хаотичний, струмистість потоку порушується.

Критерієм, що визначає режим руху рідини, являється число Рейнольдса:

де, U - середня швидкість потоку, м/с;

d - діаметр трубопроводу, м;

ρ - густина рідини, кг/м ;

μ - динамічна в'язкість, Па·с;

ν - кінематична в'язкість, м /с.

В круглих гладеньких трубах при Rе < 2300 режим руху ламінарний, при
Rе > 2300 - турбулентний.

Значення числа Рейнольдса Rе = 2300 називається критичним і позначається . При R< течія ламінарна, а при R > - турбулентна. Точніше, у кожному конкретному випадку існує вузький діапазон значень чисел Рейнольдса, які можна розглядати як критичні. При критичних значеннях числа Рейнольдса і відбувається зміна режимів руху рідини (таку зміну можна вважати

стрибкоподібною, оскільки діапазон R_екр дуже вузький). Дослідами встановлено, що для напірного руху рідини в циліндричних трубах круглого перерізу ~ 2300. Проте на значення впливають різні збудження, що утворюються в потоці на вході його в трубу, а також збурення від різних запірних пристроїв, які трапляються на шляху проходження потоку (клапанів, кранів, перехідних камер тощо).

При русі рідини в трубопроводі частина гідродинамічного напору витрачається на подолання лінійних та місцевих опорів.

Лінійні опори визначаються за формулою Дарсі-Вейсбаха:

= λ··, м

де, - витрати напору по довжині, м.

Цю ж втрату напору можна виразити в одиницях тиску:

Δ р = ρ∙g∙h= λ··, Па,

де, Δр - втрати тиску, Па;

λ - коефіцієнт опору тертя по довжині;

l - довжина трубопроводу, м;

d - діаметр труби, м;

U - середня швидкість руху в вихідному перерізі труби, м/с;

g - прискорення вільного падіння, м/с²;

ρ - густина рідини (газу), кг/м³.

Для ламінарного руху коефіцієнт опору тертя, λ визначається за формулою Пуазейля:

При турбулентному русі в трубопроводах з гладенькими стінками λ розраховують за формулою Блазиуса, якщо 15 • 10³ < Rе < 80 • 10³ ÷ 10⁵

В широкому діапазоні чисел Рейнольса для перехідної області опору коефіцієнт λ вже є функцією двох величин: числа Рейнольда і відносної жорсткості і визначається за формулою:

Межі цієї області опору для круглих труб різної жорсткості визначаються слідуючою нерівністю:

< <

При значеннях > коефіцієнт опору λ_тр визначають за формулою Нікурадзе:

де, d - діаметр трубопроводу, м;

Δ - абсолютна шорсткість труб, м.

Для жорстких труб в квартирній зоні застосовується формула Шифринсона, якщо > ,

Місцеві опори обумовлені наявністю по довжині трубопроводу вентилів, задвижок, звужень або розширень труб, поворотів і т.п.

Втрати напору в місцевих опорах визначається за формулою Вейсбаха:

, м,

де, - коефіцієнт місцевого опору, (табл. 11);

U - швидкість руху рідини за місцевим опором, м/с.

Повна втрата напору виражається сумою втрат напору по довжині та на

місцеві опори:

Підставляючи значення та отримаємо формулу повної втрати напору:

, м

Приклад:

Визначити втрати напору в трубопроводі теплової мереж довжиною l = 500м. Внутрішній діаметр трубопроводу d = 100мм, температура води t = 150°С, витрата води становить Q = 7,2 л/с, абсолютна шорсткість труб Δ = 0,5мм.

На трубопроводі встановлені дві заслінки, закриті на 1/4 та на кутник (90°).

Розв'язання:

Втрати напору складаються із втрат на тертя по довжині труби і втрат напору на подолання місцевих опорів , тобто:

Втрати на тертя по довжині труби визначаються за формулою:

Для того, щоб вибрати розрахункову формулу , необхідно визначати режим руху води за критерієм Рейнольдса:

Кінематична в'язкість для води при t = 150°С . Так як швидкість руху рідини невідома, то її визначаємо за формулою:

Так як > , то коефіцієнт опору тертя визначається за формулою Шифринсона:

Витрати напору на подолання місцевих опорів визначається за формулою:

По таблиці 1 знаходимо коефіцієнти місцевих опорів: для заслінки , для кутника .

Тоді:

Загальні витрати напору в трубі:

Вирішення задачі за індивідуальним варіантом

Задача

Рідина, яка має температуру t, °С рухається по трубопроводі внутрішнім діаметром d, мм, об'ємна витрата якої становить Q, л/с. Визначити повні втрати напору на ділянці трубопроводу довжиною l, км при відомому виді труб. На трубопроводі встановлені дві заслінки, закриті на 3/4, та кутник (90°). Трубопровід входить в резервуар великих розмірів (або річку).

Питання для самоперевірки

Які існують втрати напору при русі рідини в трубопроводі?
Записати і пояснити формулу визначення втрат на тертя по довжині труби?
Від яких величин залежить коефіцієнт опору тертя в загальному випадку?
Що необхідно знати для того, щоб визначити розрахункову формулу λтр.
Від яких величин залежить коефіцієнт опору тертя при ламінарному русі рідини, та за якою формулою він визначається?
Записати і пояснити формулу Б.Л. Шифринсона для визначення коефіцієнта опору тертя?
Від чого залежить втрати напору подолання місцевих опорів?

Таблиця 1. Вихідні дані

№ вар.	Рідина	L, км	t, °С	, м²/с	d, мм	Q, л/с	Вид труб	Стан труб	Δ, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Вода	0,5	0	0,00000178	50	2,0	Тягнуті труби із кольорових металів	Нові. Технічно гладенькі	0,001
2	Вода	0,7	5	0,00000152	60	2,8	Безшовні сталеві труби	Нові	0,014
3	Вода	0,9	10	0,00000131	75	4,4	Безшовні сталеві труби	Після кількох років експлуатації	0,2
4	Вода	1,1	15	0,00000114	80	5,0	Сталеві труби зварні	Нові і чисті	0,05
5	Вода	1,3	20	0,00000101	100	7,8	Сталеві труби зварні	В міру заіржавівші	0,5
6	Вода	1,5	зо	0,00000081	125	12,0	Сталеві труби зварні	Старі заіржавівши	1,0
7	Вода	1,7	50	0,00000055	150	18,0	Сталеві труби зварні	Сильно заіржавілі з великими відкладеннями	3,0
8	Вода	1,9	70	0,00000041	175	24,0	Чавунні труби	Нові. Технічно гладенькі	0,12
9	Вода	2,1	100	0,00000028	200	32,0	Чавунні труби	Нові без покриття	0,3
10	Вода	2,3	150	0,000000202	250	50	Чавунні труби	Бувші в експлуатації	1,0
11	Гас	0,5	15	0,00000237	250	50	Безмовні сталеві труби	Нові	0,3
12	Гас	0,7	15	0,000003	200	32,0	Безшовні сталеві труби	Після кількох років експлуатації	0,2
13	Бензин	0,9	15	0,00000083	175	24,0	Сталеві труби зварні	Нові і чисті	0,05
14	Бензин	1,0	15	0,00000093	150	18,0	Безшовні сталеві труби	Нові	0,014
15	Нафта	2,0	20	0,000030	350	132,0	Безшовні сталеві труби	Після кількох років експлуатації	0,2

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 2

Тема: Визначення основних параметрів роботи насосної установки.

Мета: Оволодіти методикою розрахунку основних параметрів роботи насоса.

Теоретичні відомості

Насосами називають машини, призначенні для створення потоку рідини.

Основні вимоги, які ставлять до насосів, - надійність, довговічність та економічність.

За принципом дії, а також за конструктивними особливостями насоси поділяють на лопатеві, об’ємні та струминні.

Робота насоса характеризується його подачею Q, напором Н, висотою всмоктування h_вс, потужністю двигуна N і коефіцієнтом корисної дії (к.к.д.) .

Подачею (витратою) називають величину, яка дорівнює відношенню маси (чи об’єму) рідини, що її подає насос, до часу, протягом якого було подано рідину.

Дійсна подача поршневого насоса односторонньої дії визначається за формулою:

м³/сек.

подвійної дії

м³/сек.

де: F – площа поршня, м²;

f – площа перерізу штока, м²;

S – хід поршня, м;

n – кількість обертів кривошипа, об/хв.; /2π;  - кутова швидкість, рад/сек.;

_о - об’ємний к.к.д.

i – кількість поршнів.

Напір насоса. Повним напором насоса Н називається кількість енергії, що надається насосом одному кілограму перекачуваної рідини (одиниця вимірювання – м).

або (м. вод. ст.);

(м. вод. ст.);

де: Р_М і Р_В – тиски відповідно в напірному і всмоктувальному патрубках трубопроводів насоса, Н/м²;

h – середня відстань по вертикалі між точками приєднання манометра і вакуумметра, м;

U_H, U_B – швидкість відповідно нагнітальному і всмоктувальному патрубках, м/сек;

Н_М – манометричний напір насоса, який являє собою суму показів манометра h_м, вакуумметра h_в, м. вод. ст., і геометричного напору між точками приєднання цих приладів h;

м. вод. ст.;

В тому випадку, коли діаметри всмоктувального і нагнітального патрубка рівні, повний напір насоса рівний манометричному:

м. вод. ст.

Висота всмоктування.

Для динамічних насосів, а також лопатевих та роторних насосів вакуумметрична висота всмоктування визначається за формулою:

де: p₀ – тиск на вільній поверхні рідини в резервуарі; р_в – тиск у вхідному перерізі насоса; U_В– швидкість руху рідини у всмоктувальній трубі.

h__вс – напір, що втрачається на подолання всіх опорів у всмоктувальному трубопроводі. (до суми опорів входять окремі місцеві опори та опори тертя).

де: _заб – опір на вході у всмоктувальний трубопровід при наявності приймальної сітки;

_к – опір коліна;

_зад – опір заслінки;

_вс – опір всмоктуючого патрубка насоса;

L – довжина всмоктувального трубопроводу насоса;

 - гідравлічний коефіцієнт тертя.

Для поршневих насосів вакууметрична висота всмоктування визначається за формулою:

де: h__і – напір, що витрачається на подолання інерції стовпа рідини, що рухається. (інерційні витрати напору);

h_кл – напір, що втрачається на подолання опору відкривання всмоктувального клапана.

де: l – довжина всмоктувального трубопроводу;

F – площа поршня;

f_s – площа перерізу всмоктувального трубопроводу;

 - кутова швидкість обертання вала;

r – радіус кривошипа;

L – довжина шатуна.

Потужність і к.к.д. насоса.

Корисну потужність визначають за формулами:

N_кор = Q··g·Н, (кВт);

де: Q – дійсна подача насоса, м³/c;

H – повний напір насоса, м;

 - густина рідини, кг/м³;

Споживана потужність насосом:

кВт

де: _н – повний к.к.д. насоса.

Повний к.к.д. насоса  дорівнює добутку трьох к.к.д.:

_н=_г_об_мех,

де: _г – гідравлічний к.к.д. що враховує подолання гідравлічного опору в насосі;

_об – об’ємний к.к.д., що враховує витікання частоти рідини з робочої камери;

_мех – механічний к.к.д., що враховує подолання тертя в механізмах насоса.

Повний к.к.д. _н для поршневих насосів рівний 0,6...0,9; для відцентрових 0,77...0,88.

Подача насоса, напір і споживана відцентровим насосом потужність змінюються із зміною кількості обертів:

Приклад №1.

Визначити повний напір насоса з дійсною подачею Q = 140 л/сек., якщо відомі слідуючи величини: діаметр всмоктувального патрубка d_BC = 250 мм, діаметр напірного патрубка d_H = 200 мм, покази манометра р_ман = 8,5 кгс/см², покази вакуумметра р_в = 0,4 кгс/cм², відстань між точками вимірювання р_м і _рв h = 0,3 м.

Розв’язання.

Повний напір насоса визначається формулою:

м. вод. ст.

1 атм = 1 кгс/см² = 98066,5 Па

Р_м = 8,5 98066,5 = 833565,25 Па;

Р_в = 0,4  98066,5 = 39226 Па².

Якщо відомо витрати води і діаметри всмоктувального та нагнітального патрубків, за рівнянням нерозривності потоку можливо визначити швидкість руху води у всмоктувальному і напірному патрубках:

м/сек.;

м/сек.

Повний напір насоса

м. вод. ст.

Приклад №2

Визначити дійсну подачу і споживану потужність поршневого одноциліндрового насоса подвійної дії, якщо відомо, що діаметр циліндра D =0,2 м, діаметр штока d=0,04 м, хід поршня S=0,25 м, кількість обертів валу насоса n = 90 об/хв., об’ємний к.к.д. ₀=0,92. Насос забезпечує напір Н=70 м. вод. ст. Повний к.к.д. насоса _н =0,8.

Розв’язання.

Дійсна подача поршневого насоса подвійної дії визначається за формулою:

м³/сек.;

м³/сек.

Потужність, споживана насосом,

Приклад №3.

Дійсна подача відцентрового насоса Q₁ = 360 м³/год при напорі Н₁ = 66 м. вод. ст., кількість обертів n₁ = 960 об/хв, к.к.д. насосної установки з урахуванням всіх витрат _н = 0,65.

Визначити, якої потужності і з якою кількістю обертів необхідно встановити електричний двигун для того, щоб підвищити подачу насоса до Q₂ = 520 м³/год. Визначити також, як при цьому зміниться напір насоса.

Розв’язання.

За даними Q, Н і н визначимо потужність електричного двигуна:

кВт.

З формули отримаємо:

об/хв.

Потужність нового двигуна в відповідності з формулою :

об/хв.

Напір, який відповідає подачі Q₂,

м. вод. ст.

Вирішення задачі за індивідуальним варіантом

Задача №1

Визначити дійсну подачу, повний напір та споживану потужність поршневого одно центрового насоса подвійної дії, якщо відомо, що діаметр циліндра D, мм; діаметр штока d, мм; хід поршня S, мм; кількість обертів n = 65 об/хв.; об’ємний к.к.д. ₀; діаметр всмоктувального патрубка d_вс, мм; діаметр нагнітального патрубка d_н, мм; покази манометра р_м, кгс/см²;покази вакуумметра р_в, кгс/см²; відстань між точками вимірювань р_м і р_в h, м; к.к.д. насоса _н.

Таблиця 1. Вихідні дані до задачі №1.

№ вар.	D, мм	D, мм	S, мм	n, об/хв	d_вс, мм	d_н, мм	p_ман, кгс/см²	p_вак, кгс/см²	h, м	₀	_н
1	100	20	150	50	40	35	3,0	0,4	0,3	0,85	0,6
2	110	22	160	55	45	40	3,5	0,4	0,35	0,86	0,65
3	120	24	170	60	50	42	4,0	0,5	0,4	0,87	0,7
4	130	26	180	65	50	45	4,5	0,5	0,45	0,88	0,75
5	140	28	190	70	50	47	5,0	0,6	0,5	0,89	0,8
6	150	30	200	75	55	50	5,5	0,6	0,55	0,9	0,85
7	160	32	210	80	65	45	6,0	0,4	0,6	0,91	0,9
8	170	34	220	85	80	70	6,5	0,4	0,65	0,92	0,85
9	180	36	230	90	100	50	7,0	0,5	0,7	0,93	0,8
10	190	38	240	95	100	75	7,5	0,5	0,75	0,94	0,75
11	200	40	250	90	125	100	8,0	0,6	0,8	0,95	0,7
12	210	42	260	80	150	125	8,5	0,6	0,85	0,96	0,65
13	220	44	270	70	175	125	9,0	0,5	0,9	0,97	0,6
14	230	46	280	60	200	150	9,5	0,5	0,95	0,98	0,7
15	240	48	290	50	150	125	9,0	0,6	0,9	0,99	0,8

Задача №2

Дійсна подача відцентрового насоса Q, м³/год при напорі Н, м. вод. ст., кількість обертів n₁, об/хв., к.к.д. насосної установки з урахуванням всіх витрат _н.

Визначити якої потужності і з кою кількістю обертів необхідно встановити електричний двигун для того, щоб підвищити подачу насоса до Q₂, м³/год. Визначити також, як при цьому зміниться напір насоса.

Таблиця 2. Вихідні дані до задачі №2.

№ вар.	Q₁, м³/год	H₁, м. вод. ст.	n₁, об/хв.	_H	Q₂, м³/год
1	200	50	715	0,65	350
2	210	51	725	0,70	365
3	220	52	730	0,75	378
4	230	53	735	0,80	380
5	240	54	740	0,85	395
6	250	55	860	0,86	410
7	260	56	915	0,87	425
8	270	57	920	0,88	420
9	280	58	925	0,77	428
10	290	59	945	0,78	435
11	300	60	950	0,79	443
12	310	61	960	0,80	450
13	320	62	970	0,81	465
14	330	63	975	0,82	490
15	340	64	980	0,83	510

Питання для самоперевірки

Які основні робочі параметри насосів та як вони визначаються?
Як побудований і працює відцентровий насос?
Які параметри відцентрового насоса можливо визначити по його характеристикам?
Як побудовані і працюють поршневі насоси односторонньої і двосторонньої дії?
Які способи регулювання подачі насосів ви знаєте? Які їх переваги і недоліки?
Як побудовані і працюють осьові, лопатеві, шестерінчасті насоси?
Як побудовані і працюють гвинтові та струминні насоси?

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3

Тема: Визначення основних параметрів роботи поршневих компресорів

Мета: Оволодіти методикою розрахунку параметрів роботи поршневих компресорів

Теоретичні відомості

Компресор — машина для стиснення газів, яку широко використовують у різних галузях промисловості (енергетичній, хімічній, гірничорудній тощо, а також у лісовій та деревообробній).

Залежно від принципу стиснення компресори поділяють на дві групи. До першої групи відносять поршневі та ротаційні, принцип роботи яких полягає в об'ємному квазістатичному стисненні газу (їх називають компресорами статичного стиснення). Після стиснення газ виштовхується в резервуар (посудину) або у сітку високого тиску. До другої групи входять відцентрові, осьові та ежекційні компресори, в яких дія стиснення має динамічний характер і протікає за два етапи. На першому етапі газу надається задана швидкість (кінетична енергія), а на другому — кінетична енергія потоку перетворюється в енергію тиску. їх називають компресорами динамічного стиснення.

Принципову схему і Р-V діаграму найпростішого односту- пеневого компресора наведено на рис. 1.:

Рис. 1. Схема та діаграма найпростішого одноступеневого компресора: 1 — циліндр; 2 — поршень; 3 — всмоктуючий клапан; 4 — нагнітаючий клапан

Компресор складається з циліндра 1, поршня 2, клапанів — всмоктуючого 3 і нагнітаючого 4. Клапани відкриваються автоматично за рахунок різниці тисків у всмоктувальному і нагнітальному трубопроводі. Робочий процес компресора здійснюється за два ходи поршня. У процесі руху поршня зліва направо тиск газу в циліндрі зменшується (Рвс > Рц), відкривається клапан і здійснюється процес наповнення газом (Р = const). З крайнього правого положення поршень рухається у зворотньому напрямку і клапан З закривається. Коли тиск Р₂ у циліндрі досягне значення, яке перевищує величину тиску в резервуарі, в який подається газ, — відкривається клапан 4. Подальший рух поршня справа наліво спричиняє виштовхування стиснутого газу з циліндра, коли Р = const. Дійшовши до лівого крайнього положення, поршень починає рухатись у зворотньому напрямку, і процес повторюється.

Варто зауважити, що, незважаючи на відмінності у принципах роботи компресорів та їх конструкціях, процеси, які проходять у них, з термодинамічної точки зору є еквівалентними.

Теоретичну роботу для адіабатного та політропного процесів відповідно записують:

Кількість відведеної теплоти :

В одноступеневому компресорі можна отримати максимальний тиск 0,6—1,0 МПа. Це пов'язано з такими причинами:

зі збільшенням величини тиску понад 1,0 МПа зменшується продуктивність;

при високих тисках стиснення температура газу сильно збільшується, а це може спричинити самозагорання мастила в циліндрі, що є недопустимо.

Враховуючи це, для отримання високих тисків застосовують багатоступеневе стиснення. Коли відношення тисків кожного ступеня рівні між собою, можна записати:

де, X — відношення тисків у кожному ступені;

2 — число ступенів компресора;

Рк — тиск робочого тіла на виході з останнього ступеня;

Р₁ — тиск на вході до першого ступеня.

Загальна робота компресора дорівнює сумі затраченої роботи в кожному ступені:

Робота в ступеневому компресорі рівна:

тобто для триступеневого компресора корисна робота дорівнює:

Між тисками кожного ступеня компресора є такі залежності:

Тобто тиск Р₂ Р₄ Р₆ зростає за законом геометричної прогресії.

Враховуючи , що температура в точках 1,3,5 є однаковими, можна записати:

тоді,

аналогічно

Робота реального компресора відрізняється від ідеального, що можна побачити, порівнюючи теоретичну (див. рис. 1.) і дійсну індикаторну діаграми (рис. 2):

Рис. 2. Індикаторна діаграма реального компресора

Ця відмінність обумовлена такими причинами:

втратами на дроселювання у впускному і випускному клапанах;
наявністю в реальному компресорі шкідливого простору.

Задачі

Задача 1. Компресор усмоктує повітря в кількості і V = 0,15 м3/с з параметрами Р₁ = 0,1 МПа і t = 20 °С. Кінцевий тиск повітря Р2 = 0,8 МПа. Визначити температуру в кінці стиснення, теоретичну потужність двигуна компресора і витрату охолоджуючої води, якщо температура її підвищилась на = 18 °С. Температура повітря на виході з холодильника дорівнює 27°С. Розрахунки виконати для адіабатного та політропного стиснень. Показник політропи п = 1,2.

Значення величин для інших варіантів наведено в табл. 1.:

Таблиця 1. Варіанти

Величини	1	2	3	4	5	6	7	8
V, м³/с	0,18	0,041	0,055	0,069	0,083	0,097	0,111	0,125
Р₂, МПа	0,95	0,6	0,7	0,75	0,80	0,85	0,90	1,0
, °С	14	15	16	17	16	15	17	18

Розв'язання:

Адіабатний процес стиснення

Температура в кінці процесу стиснення:

Визначити теоретичну потужність двигуна компресора

Кількість теплоти, яка відводиться в холодильнику від повітря, визначають з рівняння

де , - масова теплоємність повітря

Визначаємо масову витрату повітря з рівняння стану ідеального газу:

Витрату води в холодильнику визначимо з рівняння теплового балансу:

Тоді

Політропний процес стиснення

Температура в кінці процесу стиснення:

Теоретичну потужність двигуна компресора визначають так:

Кількість теплоти, яка відводиться від повітря в холодильнику:

Витрати води:

Задача 2. Відносна величина шкідливого простору одноступеневого компресора дорівнює: а=0,05. Параметри повітря на вході Р₁=0,1 МПа і t₁=20°С. Визначити, для якого граничного тиску нагнітання продуктивність компресора буде дорівнювати нулю, а також його температуру в кінці процесу.

Процес розширення повітря, яке знаходиться в шкідливому просторі, і процес стиснення повітря є адіабатним.

Значення величини для інших варіантів наведено в табл. 2:

Таблиця 2. Варіанти

Величина	1	2	3	4	5	6	7	8
ά	0,055	0,06	0,04	0,07	0,08	0,03	0,09	0,045

Розв'язання:

Продуктивність компресора буде дорівнювати нулю, коли об'ємний ККД дорівнює нулю, тобто:

Розв'язуючи це рівняння, отримаємо:

Температура повітря в кінці процесу стиснення:

Задача 3. Компресор усмоктує повітря в кількості V=0,15 м³/с з параметрами: Р₁=0,1МПа і t₁ =18°С, стискує його до тиску Р₂ =8 МПа. Визначити роботу, затрачену на стиснення повітря в компресорі, та схему стиснення (одноступенева чи двоступенева). Процес стиснення політропний з
n = 1,2.

Значення величин для інших варіантів наведено в табл. 3:

Таблиця 3. Варіанти

Величини	1	2	3	4	5	6	7	8
V, м³/с	0,18	0,041	0,055	0,069	0,083	0,097	0,111	0,125
Р₂, МПа	9	6	7	7,5	5	4,5	4,0	3,5

Розв'язання:

Температура в кінці процесу стиснення:

Таке підвищення тиску є недопустимим, розглянемо двоступеневе стиснення. З формули визначаємо відношення тисків у кожному ступені:

Робота стиснення в одному ступені:

Відношення тисків у кожному ступені компресора є рівні між собою, тому робота, яка затрачається в кожному ступені, є одна і та ж, а сумарна робота дорівнює:

Таким чином, використання в компресорі двоступеневого стиснення дає економію:

Питання для самоперевірки.

Як працює одноступінчастий поршневий компресор?
Який процес стиску в компресорі найбільш вигідний і чому?
Для чого застосовується багатоступінчасте стиснення?
Яка різниця між ідеальним і реальним компресорами?

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 4

Тема: Визначення параметрів водяної пари

Мета: Сформувати уміння самостійно розв’язувати задачі із застосуванням довідкової літератури та таблиць водяної пари.

Теоретичні відомості

Теплофізичні властивості води та водяної пари в широкому діапазоні температур та тисків необхідні для виконання технічних розрахунків та моделювання процесів та обладнання, яке використовується у різних галузях промисловості. «Термодинамічні властивості води та водяної пари» є довідником, який складається з трьох таблиць та h-s -діаграми водяної пари і містить термічні (тиск, температури, питомий об’єм) та калоричні (ентальпія, ентропія) параметри води. Наведені завдання розв’язуються за допомогою таблиць «Термодинамічні властивості води та водяної пари» (далі - таблиці) [Додаток 1].

Основні позначення параметрів та їх розмірність:

*p -*	тиск,	бар, кПа
*t -*	температура,	°С
*ts -*	температура насичення,	°С
*v -*	питомий об’єм,	м³ /кг
*h(i) -*	ентальпія,	кДж/кг
*s -*	ентропія	кДж/(кг*К)
*u -*	внутрішня енергія,	кДж/кг
х -	ступінь сухості,	-

Завдання 1. За таблицями визначити параметри води, що кипить (тиск, питомий об’єм, ентальпію, ентропію і внутрішню енергію) при температурі насичення t_s - 120 °С.

Рішення.

За «Таблицею 1. Стан насичення (за температурою)» знаходимо в першому стовпчику температуру t_s—120 °С і виписуємо з відповідного рядка таблиці тиск насичення p і значення параметрів з одним штрихом: v', h' (і'), s'; значення внутрішньої енергії розраховуємо за формулою:

u=h-pv

За температурою t_s=120 °С виписуємо:

p=1,9854 бар=1,9854 10²кПа; v’= 0,0010603 м³/кг, h’(i’) = 503,7кДж/кг, s’=1,5277 кДж/(кгК),

за формулою (23) розраховуємо:

u’=h’-pv’= 503,7- 1,9854 ·10²· 0,0010603 = 503,5 кДж/кг

Завдання 2. За таблицями визначити параметри сухої насиченої пари (температуру, питомий об’єм, ентальпію, ентропію і внутрішню енергію) при тиску насичення p=4 бар.

Рішення.

За «Таблицею 2. Стан насичення (за тиском)» знаходимо в першому стовпчику тиск p = 4,0 бар і виписуємо з відповідного рядка таблиці температуру t_s,°C, і значення параметрів з двома штрихами: v”, h” (і”), s”; значення внутрішньої енергії розраховумо за формулою.

За тиском p = 4,0 бар виписуємо:

t_s=143,62 °С; v”= 0,4624 м³/кг,

h”(і”)=2738 кДж/кг,

s”=6,897 кДж/(кг К),

за формулою розраховуємо:

u”=h”-pv”= 2738- 4 ·10²· 0,4624 = 2553,04 кДж/кг .

Завдання 3. За таблицями визначити параметри вологої насиченої пари
(v_x питомий об’єм, h_x (і_х) ентальпію, s_x ентропію) при тиску насичення p = 4,0 бар, ступені сухості пари х=0,8.

Рішення.

За «Таблицею 2. Стан насичення (за тиском)» знаходимо в першому стовпчику тиск p = 4,0 бар і виписуємо з відповідного рядка таблиці значення параметрів з одним штрихом v’, h’ (і’), s’ та двома штрихами v”, h” (і ”), s”: v’=0,0010836 м³/кг, v”=0,4624 м³/кг, h’ (і’) =604,7 кДж/кг, h”(і”)=2738 кДж/кг, s’=1,777 кДж/(кг-К), s”=6,897 кДж/(кг К).

Розрахунок параметрів вологої насиченої пари (в.н.п.) відбувається за формулами:

V_X = V' + X(V"- V')

h_x =h' + x(h"- h')

s_x =s' + x(s''-s')

Питомий об’єм: v_x=0,0010836+0,8(0,4624-0,0010836)=0,37 м³/кг;

ентальпія: h_x= 604,7+ 0,8(2738-604,7)=2311 кДж/кг;

Завдання 4.

Суха насичена пара, тиском р₁=20 бар перегрівається у пароперегрівнику до температури t₁= 400°С, після чого розширюється у турбіні до стану вологого насичення з х₂= 0,95. Визначити кількість теплоти, підведену у пароперегрівнику та наявну роботу у турбіні. Вирішити з використанням h-s-діаграми водяної пари.

Описание: image4

^s^-^{кДж/(кг*К)}

Рис.5 Процеси в h-s діаграмі

Рішення.

Дано: х₆=1 (с.н.п.)

р₁=20 бар

t₁= 400°C

х₂=0,95

Визначити: q_m, і_н . ?

Процеси нагріву пари (6-1) та розширення пари у турбіні (1-2) показані на h-s діаграмі водяної пари (рис.5). Точка 6 (т.6) знаходиться на лінії сухого насичення при р₁=20 бар, за діаграмою на перетині цих ліній визначаємо точку 6 та відповідну ентальпію h₆= 2800 кДж/кг, процес нагріву пари проходить ізобарно, тобто із т.6 рухаємося по ізобарі р₁=20 бар до перетину з ізотермою t₁—400°C, визначаємо т.1 і ентальпію в цій точці h₁= 250 кДж/кг. Теплота, підведена у процесі 6-1:

q_m = h₁- h₆= 3250-2800 = 450 кДж/кг.

Із точки 1 проводимо лінію адіабатного процесу розширення пари у турбіні 1-2 до перетину з лінією х₂—0,95. Знаходимо т.2. Для точки 2 визначаємо h₂—2550 кДж/кг. Наявна робота процесу:

L_н = h₁- h₂= 3250-2550 =700 кДж/кг.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5

Тема: Розрахунок теплопередачі через багатошарову стінку. Визначення теплових втрат приміщення.

Мета: Освоїти методику розрахунку теплопередачі через багатошарову стінку і навчитися визначати теплові втрати приміщення за його питомою опалювальною характеристикою.

Теоретичні відомості

Розглянемо плоску однорідну необмежену стінку. (Нагадаємо, що їй відповідають реальні стінки, якщо розміри і радіуси кривизни їх площин значно перевищують товщину стінки.) Нехай стінка має товщину  і складена з матеріалу з коефіцієнтом теплопровідності . З одного боку, її омиває рідина з температурою t_f і відповідний коефіцієнт тепловіддачі дорівнює ₁ , з другого боку, стінка контактує з теплоносієм, що має температуру t_f , і відповідний коефіцієнт тепловіддачі дорівнює ₂(дивись рисунок 12.1).

Рис. 1 - Схема розподілу температури при теплопередачі крізь однорідну плоску стінку.Область, що відповідає стінці, заштрихована.

Якщо крізь систему йде стаціонарний потік з поверхневою густиною q, то, використовуючи просторову незмінність стаціонарного потоку, можна записати:

рівняння тепловіддачі на одній поверхні стінки (дивись рисунок 1):

q = ₁ (t_f - t₁)  t_f - t₁ = q/₁ ,

рівняння теплопровідності скрізь стінку:

q = / (t₁ - t₂)  t₁ - t₂ = q  / ,

рівняння тепловіддачі на протилежній поверхні стінки:

q = ₂ (t₂ - t_f)  t₂ - t_f = q/₂ ,

де: t₁ і t₂ - температури на відповідних поверхнях стінки.

Склавши, з урахуванням останніх рівнянь, температурні напори простих процесів ((t_f ‑ t₁) + (t₁ ‑ t₂) + (t₂ ‑ t_f)), отримаємо вираз для температурного напору процесу теплопередачі:

Це співвідношення і є шуканим рівнянням теплопередачі. Його стандартна форма запису має вид:

тобто коефіцієнт теплопередачі одношарової плоскої стінки дорівнює:

Якщо використати поняття - термічний опір тепловіддачі:

позначити термічні опори тепловіддачі по різні боки стінки:

і згадати, що термічний опір теплопровідності дорівнює:

то легко побачити, що термоопір теплопередачі R крізь одношарову плоску стінку дорівнює сумі термічних опорів всіх послідовних процесів передачі тепла від однієї рідини до іншої. Таким чином, згідно з формулою:

, м² К/Вт.

Для визначення температур ( t₁ та t₂ ) на поверхнях стінки необхідно підставити знайдене значення питомого потоку q у раніше виписані співвідношення

t₁ = t_f - q/₁ , або t₁ = t_f - q R_₁ ,

t₂ = t₁ - q  / = t_f - q (1/₁ +  /) ,

або

t₂ = t₁ - q R_ = t_f - q (R_ + R_₁ ) .

Температуру t₂ також можна зв`язати з температурою t_f другого теплоносія. Для цього зручно використати рівняння

t₂ = t_f + q/₂ , або t₂ = t_f + q R_₂ .

Слід відмітити, що розрахунок загального термічного опору теплопередачі як суми термоопорів послідовних елементарних її процесів має універсальний характер. Так, використовуючи методику, що була застосована при розгляді теплопровідності багатошарової плоскої стінки (пункт 8.2.3), можна показати, що, якщо стінка, яка розділяє два теплоносії, містить n шарів (дивись рисунок 12.2), то питомий потік крізь неї також підкоряється основному рівнянню теплопередачі (12.1). Величина K розраховується за формулою (12.3), в якій R - загальний термічний опір теплопередачі. Останній дорівнює сумі термоопорів усіх перешкод розповсюдженню тепла, що зустрічаються по дорозі між теплоносіями, а саме сумі термоопорів тепловіддачі на двох омиваних рідинами поверхнях стінки (R_₁ = 1/₁ і R_₂ = 1/₂) та термоопору теплопровідності n-шарової стінки R__

, м² К/Вт.

У такий спосіб ми одержуємо, що

В умовах теплопередачі крізь багатошарову стінку температури на границях її шарів розраховуються аналогічно випадку просто теплопровідності крізь багатошарову стінку Необхідно тільки врахувати додатковий процес тепловіддачі на границі рідини зі стінкою. В результаті для довільного k-го шару ( k = 1, 2, , n ) маємо:

Рис. 2 - Схема розподілу температури за теплопередачі крізь

n–шарову плоску стінку

t_f, t_f і ₁, ₂ – температури теплоносіїв та коефіцієнти тепловіддачі з відповідних боків стінки; 1, 2, 3, …, n – номери шарів; ₁, ₂, ₃, …, _n - товщини шарів; ₁, ₂, ₃, …, _n – середні коефіцієнти теплопровідності шарів; t₁, t₂, t₃, …, t_n, t_n+1 – температури на відповідних границях шарів (t_i, t_i+1 – температура на поверхнях i–го шару; i = 1, 2, …, n.).

Температури на границях стінки з теплоносіями можна розраховувати за формулами:

(при k = 0)

;

(при k =n)

ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

1. Визначити втрату теплоти Q (Вт) через стінку з червоної цегли довжиною 10 м, висотою 3 м, і товщиною = 0,25 м, якщо на поверхнях стінок підтримується температура = 35 і = -10 °С. Коефіцієнт теплопровідності для цегли взяти = 0,5 Вт \ м.К. Яка густина теплового потоку в даному випадку?

2. Стіни сушильної камери виконані із шару червоної цегли товщиною
500 мм і шару будівельного войлоку. Температура на зовнішній стороні цегляної стінки складає 100 °С, а на зовнішній стороні войлочного покриття t = 30 °С. Коефіцієнти теплопровідності цегли становить = 0,5 Вт \м.К і войлока = 0,03 Вт \м.К. Вирахувати температуру між цими двома шарами і товщину войлочного шару, при умові, що втрати теплоти через 1 м² стінки камери становлять не більше q = 200 Вт\м².

3. Для ізоляції паропроводу діаметром 30 мм застосовують ізоляційний матеріал з коефіцієнтом теплопровідності = 0,09 (Вт \м.К). Коефіцієнт тепловіддачі в даному випадку становить = 4 (Вт\м²К). Чи вигідно застосовувати в даному випадку такий ізоляційний матеріал?

4. Визначити втрату теплоти Q (Вт) через стінку з червоної цегли довжиною 25 м, висотою 5 м, і товщиною = 0,5 м, якщо на поверхнях стінок підтримується температура = 150 і = 20 °С. Коефіцієнт теплопровідності для цегли взяти = 0,4 Вт\м.К. Як зміниться ця втрата теплоти, якщо стінку ззовні покрити шаром пінобетому з = 0,08 Вт\м.К., товщиною 100 мм?

5. Визначити густину теплового потоку, який проходить через стінку довжиною 5 м, висотою 3 м, і товщиною = 0,25 м, якщо на поверхнях стінки підтримується температура = 25 і = -10 °С. Коефіцієнт теплопровідності для цегли взяти = 0,8 Вт \м.К. Які загальні втрати теплоти через цю стінку?

6. Для ізоляції паропроводу діаметром 20 мм застосовують ізоляційний матеріал з коефіцієнтом теплопровідності = 0,07 (Вт \м.К). Коефіцієнт тепловіддачі в даному випадку становить = 6 (Вт\м²К). Чи вигідно застосовувати в даному випадку такий ізоляційний матеріал? Якщо ні, то який матеріал вигідно застосовувати в даному випадку?

7. Визначити різницю температур на внутрішній та зовнішній стінці стального котла, якщо товщина його стінки становить = 20 мм, коефіцієнт теплопровідності сталі = 50 Вт \м.К. Втрата теплоти Q (Вт) через стінку котла становить 180 кВт, а площа теплообміну – 100 м².

8. Для ізоляції паропроводу діаметром 25 мм на одній ділянці застосовують ізоляційний матеріал з коефіцієнтом теплопровідності = 0,01 (Вт\м.К), а на іншій – з коефіцієнтом теплопровідності = 0,04 (Вт\м.К). Коефіцієнт тепловіддачі в обох випадках становить = 5 (Вт\м²К). Чи вигідно застосовувати в даному випадку такі ізоляційні матеріали?

9. Визначити густину теплового потоку від променистого випромінювання труби діаметром 500 мм і довжиною 3 м, якщо температура її поверхні складає 100 °С, температура повітря 20 °С, ступінь чорноти труби , стала Стефана-Больцмана с = 5,67 [].

10. Визначити температурний напір рекуперативного теплообмінного апарату, призначеного для підігрівання повітря димовими газами при прямотечійній і протитечійній схемі, якщо температура димових газів становить на вході і виході становить відповідно: і , а температура повітря: і .

11. Визначити коефіцієнт теплопередачі рекуперативного теплообмінника, виконаноного з стальних труб діаметром 80 мм, товщиною стінки 3 мм, якщо коефіцієнт тепловіддачі димових газів до стінки становить , а коефіцієнт тепловіддачі від стінки до води становить . Коефіцієнт пропорційності для сталі становить .

12. В сушильну камеру із стінками з цегли товщиною 250 мм кожну годину підводиться з гарячим повітрям 2090 МДж теплоти. При цьому, 95% теплоти використовується для процесів сушки і відводиться з рециркуляційним повітрям, а решта – 5 % втрачається через стінки камери, які мають поверхню 220 м². Температура на наружній поверхні камери становить . Знайти, яка температура на внутрішній поверхні стінки, якщо теплопровідність цегли становить .

Питання для самоперевірки.

1. Що називається складним теплообміном (теплопередачею)?

2. Які матеріали використовують як теплоізоляційні ?

3. Поясніть два способи поширення тепла - теплопровідність і конвекція!

4. Яка величина має наступну розмірність?

Вт/м2 °К- Вт/м °К- Дж/с-

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 6

Тема: Розрахунок економічної роботи котельного агрегату

Мета: Вивчити загальну будову і робочий процес котельної установки і котельного агрегату, а також окремих його елементів, допоміжних пристроїв і розрахувати к.к.д. котельного агрегату.

Теоретичні відомості

На поданій блок-схемі є цифрові позначення, тому нижче підпишіть їх назву.

Завдання 1

Визначити коефіцієнт корисної дії водонагрівального котельного агрегату, використовуючи дані записані в першому завданні.

Коефіцієнт корисної дії агрегату - це відношення теплоти використаної на підігрівання води до температури tг на виході з котла, до теплоти, одержаної від згоряння палива

Визначити теплоту затрачену на підігрів води за формулою:

де: Qнас - подача насоса,м3/год, визначаємо з табл. 4 або з довідникової літератури;

h_г - ентальпія гарячої води, кДж/кг h_г = 4,19tг

hЖ.В. - ентальпія живильної води, кДж/кг h _Ж.В. = 4,19 tжв

Визначити теплоту одержану від згоряння палива:

де: В_год – годинна втрата палива, м3/год, визначаємо як різницю показання газового лічильника помноженого на шість;

Q^р_н – теплота згоряння палива, для газу Q^р_н= 35600, кДж/м3

Таблиця 1. Вихідні дані

Марка насоса	Подача, м3/год	Напір, м	Потужність електродвигуна, кВт	Частота обертання, об/хв	к.к.д., %	Маса, кг
Марка насоса	Подача, м3/год	Напір, м	Потужність електродвигуна, кВт	Частота обертання, об/хв	к.к.д., %	насоса	агрегату
1	2	3	4	5	6	7	8
К8/18	8	18	1,5	2900	53	33	63,4
К20/18	20	18	2,2	2900	65	34	67
К20/30	20	30	4	2900	65	37	117
К45/30	45	30	7,5	2900	70	58	133
К90/20	90	20	7,5	2900	78	62	135
К60 М	60	20	7,5	1450	-	-	-
К65-50-160	25	32	5,5	2990	65	-	115
К80-50-200	50	50	15	2990	63	239	245
К100-80-160	100	32	15	2990	77	98	130
К100-65-200	100	50	30	2990	70	98	265
К100-65-250	100	80	45	2990	70	120	520
К150-125-250	200	20	18,5	1450	80	135	370
К150-125-315	160	30	30	1450	75	150	435
К200-150-250	290	18	22	1450	83	160	420
К200-150-315	290	30	37	1450	82	170	550
КМ8/18	8	18	1,5	2990	53	-	50
КМ20/18а	16,8	15	1,5	2990	65	-	55
КМ80-50-200	50	50	15	2990	63	-	200
КМ100-65-200	100	50	30	2990	70	-	260
КМ100-80-160	100	32	15	200	77	-	-
КМ150-125-250	200	20	185	1450	80	-	-

1. Розмістити наступні назви вузлів і агрегатів, їх послідовність:

пароперегрівник	1
живильний клапан	2
газовий пальник	3
зворотній клапан	4
димосос	5
димова труба	6
паровий котел	7
повітропідігрівник	8
дуттьовий вентилятор	9
водяний економайзер	10

2. Поясніть призначення водяного економайзера.

3. Як класифікують котельні установки за видом виробленого теплоносія?

4. Назвіть типи клапанів, які використовують на котельних установках для забезпечення нормальної роботи.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 7

Тема: Розрахунок площі поверхні нагріву і вибір типу нагрівальних приладів

Мета: Оволодіти методикою розрахунку площі поверхні нагріву і вибір типу нагрівальних приладів

Теоретичні відомості

Підбір опалювальних приладів полягає у визначенні їх кількості та типу для компенсації теплових втрат приміщеннями житлової або громадської будівлі.

Розрахунок опалювальних приладів проводять у такій послідовності:

- викреслюють схему опалювального стояка з приладами;

- на всіх приладах вказують теплові потоки Q_пр, Вт, (теплові втрати).

У розрахункових умовах втрати теплоти на опалення приміщення Q_пр повинні компенсуватись тепловіддачею опалювального приладу Q_п і нагрітих труб Q_тр. Ця сумарна тепловіддача в приміщення, визначена розрахунком тепловтрат через огороджуючі конструкції, є тепловим навантаженням опалювального приладу.

Опалювальний прилад характеризується визначеною площею нагрівальної поверхні А_п, м², що розраховується відповідно до потрібної тепловіддачі приладу. Для забезпечення необхідної тепловіддачі до приладу треба подати кількість теплоносія в одиницю часу G_п, кг/год, що називається витратою теплоносія:

G_п = Q_т/[с(t_вх - t_вих)],

де: Q_т – тепловий потік від теплоносія, Вт;

с – питома теплоємкість води, дорівнює 4,187 Дж/(кг·^оС);

t_вх, t_вих – температура води на вході й виході з приладу, ^оС.

Тепловий потік від теплоносія води передається через стінку приладу в примі- щення. Інтенсивність теплопередачі характеризується коефіцієнтом теплопередачі k_п, який означає щільність теплового потоку на зовнішній поверхні стінки, що переда- ється через одиницю площі зовнішньої поверхні, віднесеного до різниці температур теплоносія і повітря, розділених стінкою.

Коефіцієнт теплопередачі k_п, Вт/(м²·^оС), дорівнює величині, зворотній опору теплопередачі R_п від теплоносія через стінку приладу в приміщення. Значення коефіцієнта теплопередачі k_п змінюється залежно від конструктивних особливостей приладу.

Важливим показником, що визначає температуру приладу t_п в умовах експлуатації, є температурний напір Δt_сер, ^оС:

Δt_сер = t_т - t_в,

де: t_т – температура теплоносія в приладі;

t_в – температура внутрішнього повітря, тобто:

Δt_сер = t_сер - t_в.

Для однотрубних систем опалення, коли прилади з’єднані послідовно, відома температура теплоносія, яка входить у прилад t_вх, а температура води, яка виходить із нього t_вих, залежить від витрати води в приладі G_п.

Середню температуру теплоносія виражають через теплове навантаження приладу:

t_сер = t_вх - 0,5Q_пβ₁β₂/cG_п,

де: Q_п – теплове навантаження приладу, Вт;

β₁ – поправочний коефіцієнт, який враховує теплопередачу через додат- кову площу приладів, прийнятих до встановлення; для радіаторів і конвекторів β₁ = 1,03-1,08;

β₂ – поправочний коефіцієнт, який враховує додаткові тепловтрати внаслідок встановлення приладів у зовнішніх стін; для конвекторів типу КН β₂ = 1,02, типу КА – 1,03, панельного радіатора – 1,04.

Номінальну щільність теплового потоку q_ном, Вт/м², отримують для стандартних умов роботи приладу, коли середня різниця температур Δt_сер = 70 ^оС і витрата води в приладі складає 360 кг/год.

Значення номінальної щільності теплового потоку деяких типів приладів є такими:

радіатори чавунні секційні М140 АО - 595

радіатори чавунні секційні М140 А - 650

радіатори чавунні секційні МС-90-108 - 790

радіатори сталеві панельні РСВ - 730

конвектори без кожуха «Акорд» - 300

конвектори «Комфорт» - 330

конвектори з кожухом «Універсал-20» - 357

Якщо номінальний тепловий потік приладу з урахуванням схеми його підключення до стояку відомий, то розрахункова щільність теплового потоку q_п, Вт/м², складає:

q_п= q_ном(Δt_сер/70)¹⁺ⁿ(G_п/360)^p.

Теплопередача опалювального приладу Q_п, Вт, пропорційна тепловому потоку, приведеному до розрахункових умов за його дійсною площею нагріву:

Q_п=70k_нуАφ_к= Q_ну φ_к,

де: Q_ну – номінальний умовний потік приладу, Вт;

φ_к – комплексний коефіцієнт приведення Q_ну до розрахункових умов,

φ_к = (Δt_сер/70)¹⁺ⁿ(G_п/360)^pbψс,

де: b – коефіцієнт обліку атмосферного тиску в даній місцевості; при тиску

Р = 1013 Па, тобто 760 мм рт. ст. b = 1;

ψ – коефіцієнт обліку напрямку руху теплоносія в приладі, ψ ≈ 0,9;

n, p та с – експериментальні показники (див. табл..1).

Таблиця1. Значення показників n, p та с

Тип опалювального приладу

Напрямок руху теплоносія

Витрати теплоносія G, кг/год

Радіатори чавунні секційні

зверху-донизу

знизу-доверху

50-900

0,3

0,15

1,0

Конвектор «Комфорт»

Конвектор «Акорд»

Конвектор «Універсал»

50-900

0,35

0,2

0,3

0,07

0,03

0,07

Необхідне теплове навантаження приладу в приміщенні Q_п, Вт, визначають за формулою:

Q_п = Q_пр - 0,9Q_тр,

де: Q_пр – тепловтрати приміщення;

Q_тр – тепловіддача відкрито прокладених трубопроводів в межах примі- щення стояка (вітки) підводок, до яких безпосередньо приєднаний прилад,

Q_тр = q_вl_в+ q_гl_г,

де: q_в, q_г – тепловіддача 1 м вертикальних і горизонтальних труб, Вт/м;

l_в, l_г – довжина вертикальних і горизонтальних труб у межах приміщення, м.

Для однотрубних систем водяного опалення потрібну площу нагрівальної поверхні приладу визначаємо за формулою:

А_п= Q_п/(Q_ну φ_к), м².

Розрахункову площу опалювальних приладів, м², знаходимо за формулою:

А_р= А_пβ₄/b,

де: β₄ – коефіцієнт врахування способу встановлення приладу; при відкритому встановленні β₄= 1.

Для чавунних секційних радіаторів мінімальна кількість секцій, шт., дорівнює

n = А_р/(fβ₃),

де: f – площа нагрівальної поверхні однієї секції заданого типу, м²;

β₃ – коефіцієнт врахування кількості секцій в приладі; при кількості секцій до 15 шт. β₃= 1, від 16 до 20 β₃= 0,98.

Кількість елементів конвекторів визначаємо за формулою:

n_к= А_р/(nf₁),

де: n – кількість ярусів і рядків елементів;

f₁ – площа одного елемента конвектора прийнятої довжини, м²; приймають за довідковими даними.

Номенклатура і технічна характеристика опалювальних приладів наведені у довідниках.

Таблиця 2. Питома тепловіддача неізольованих труб

Різниця температур Δt_сер= t_сер- t_в

Q_тр, Вт/м, при Д_у, мм, труб

сталевих водогазопровідних

Горизонтальні труби

112

117

137

110

122

146

171

129

142

172

201

105

146

163

194

227

Вертикальні труби

110

100

106

141

121

145

274

110

139

168

197

Приклад 1. Визначити кількість секцій чавунного радіатора типу М140 А. Радіатор встановлений відкрито, під підвіконником. Висота приміщення 2,75 м. Тепловтрати приміщення Q_п= 500 Вт, t_в= 18 ^оС. Радіатор підключений до однотрубного проточного стояка Д_у= 20 мм. Напрямок руху теплоносія – зверху-донизу. Температура теплоносія води t_г= 105 ^оС. Витрати теплоносія G_ст= 300 кг/год. Падіння температури теплоносія до приладу не враховуємо.

Розраховуємо середню температуру води в приладі:

t_сер= 105 - (0,5·1500·1,05·3,6)/(4,187·300) = 102,75 ^оС.

Щільність теплового потоку радіатора при Δt_сер= 102,75 – 18 = 84,75 ^оС:

q_п= 650(84,75/70)^1,3= 833,43 Вт/м²,

де:650 – номінальна щільність теплового потоку радіатора типу М140 А.

У цій формулі другу частину формули не враховуємо, бо зміна витрати води в радіаторі від 360 до 300 кг/год практично не впливає на q_п.

Тепловіддача вертикальних (l_в= 2,75 - 0,5 = 2,25) і горизонтальних (l_г= 0,4·2 = 0,8) труб Д_у= 20 мм:

Q_тр= 101,5·2,25 + 127·0,8 = 329,6 Вт.

Розрахункову площу радіатора знаходимо за формулою:

А_р= (1500 - 0,9·329,6)/833,43 = 1,44 м².

Розрахункова кількість секцій радіатора М140 А при площі однієї секції f = 0,254 м²: n = (1,44·1,0)/(0,254·1,0) = 5,66 секцій.

Приймаємо для встановлення 6 секцій.

Приклад 2. Визначити марку відкрито встановленого настінного конвектора з кожухом типу КН-20 «Універсал-20» малої глибини за умовами: висота приміщення 2,75 м. Тепловтрати приміщення Q_п= 1500 Вт, t_в= 18 ^оС, t_г= 105 ^оС. Діаметр опалювального стояка Д_у= 20 мм. Витрати теплоносія G_ст= 300 кг/год. Падіння температури теплоносія до приладу не враховуємо.

Середня температура води в приладі:

t_сер= 105 - (0,5·1500·1,04·1,02·3,6)/(4,187·300) = 102,7 ^оС.

Номінальна щільність теплового потоку для конвектора «Універсал-20» складає 357 Вт/м².

У нашому випадку Δt_сер= 101,6 – 18 = 83,6 ^оС, тобто більше 70 ^оС, та
G_п= 300 кг/год менше 360 кг/год. Тому перераховуємо значення щільності теплового потоку конвектора:

q_п= 357(83,6/70)^1,3(300/360)^0,07= 441,1 Вт/м².

Тепловіддача вертикальних (l_в= 2,35 м) і горизонтальних (l_г= 0,4·2 = 0,8 м) труб Д_у= 20 мм становить:

Q_тр= 101,5·2,35 + 127·0,8 = 340,1 Вт.

Розрахункова площа конвектора:

А_р= (1500 - 0,9·340,1)/441,1 = 2,7 м².

Приймаємо для встановлення один кінцевий конвектор «Універсал-20» марки КН-20-1,049К з площею 2,94 м².

Завдання 1. Визначити кількість секцій чавунного радіатора типу М140 А, встановленого відкрито під підвіконням. Висоту приміщення прийняти за завданням, тепловтрати знайти, використовуючи дані попереднього завдання, t_в= 18 ^оС. Радіатор підключено до однотрубного проточного стояка Д_у= 20 мм. Напрямок руху теплоносія – зверху-донизу. Температура теплоносія t_г= 105 ^оС. Витрати теплоносія G_ст= 300 кг/год. Падіння температури теплоносія до приладу не враховується.

Завдання 2. Визначити марку відкрито встановленого настінного конвектора з кожухом типу КН20 «Універсал-20» за умовами: висота і тепловитрати – знайти, використовуючи дані завдання 3; t_в= 20 ^оС; t_г= 95 ^оС; діаметр стояка опалення Д_у= 20 мм; витрати теплоносія 300 кг/год. Падіння температури теплоносія до приладу не враховується.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 8

Тема: Розрахунок і вибір колориферів

Мета: Визначення основних критеріїв вибору калориферів та вентиляторів залежно від конструкційних особливостей сушарки.

Теоретичні відомості

Ефективна робота сушильно-зволожувальної машини значною мірою залежить від правильного розрахунку та підбору теплообмінного обладнання - калориферів і конденсатовідвідників.

Конвективний потік агента сушіння після проходження шару лубоволокнистого матеріалу сильно забруднюється різними відходами (пил, обривки стебел, волокна і т. ін.), що призводить до забивання живого перерізу калорифера. Тому в промисловості застосовуються гладкотрубні калорифери з шаховим або коридорним розташуванням трубок (рис. 1)

Рис. 1. Схеми розташування труб в калорифері:

а - шахове по ходу повітря; б - коридорне

Живий переріз калорифера м²:

де: і - кількість трубок у ряду, нормальному до потоку повітря.

Теоретичний розрахунок калорифера будується на використанні формули Д. А. Литвинова:

N_u= C₁· C₂· R_с,

де: N_u - тепловий критерій Нусельта, що характеризує коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні трубок калорифера до повітря;

R_c - критерій Рейнольдса, що характеризує гідродинамічні умови теплообміну;

С₁ - коефіцієнт, що залежить від розташування трубок в калорифері (таблиця 2);

С₂-коефіцієнт величина якого залежить від значення відношення S₁/d.

Пpи S₁/d=l,2...3; C₂=l+0,lS₁/d, пpи S₁/d>3; C₂=l,3=const.

З деяким допуском коефіцієнт теплопередачі одного ряду трубок калорифера визначиться з вираження, Вт/м²К

де: α - коефіцієнт тепловіддачі від стінки трубки калорифера до повітря, Вт/м²К;

λ - коефіцієнт теплопровідності повітря, Вт/мК;

ν - коефіцієнт кінематичної в'язкості повітря м²/с;

ω - швидкість руху агента сушіння в живому перерізі калорифера, м/с;

d - зовнішній діаметр трубок, м.

Таблиця 2. Значення С, і п

Показник

1-й ряд

2-й ряд

3-й ряд і наступні

С, при розташуванні труб:

коридорному

шаховому

п при розташуванні труб:

коридорному

шаховому

0,15

0,6

0,138 0,20

0,65

0,6

0,138

0,255

0,65

0,6

Середнє значення коефіцієнта теплопередачі для всього калорифера можна визначити за формулами:

при коридорному розташуванні трубок:

при шаховому

де: m - кількість рядів по ходу агента сушiння.

Призначення конденсатовідвідників полягає в тому, щоб забезпечити вільний вихід конденсату, не випускаючи з теплообмінника (калорифера) пару. Підбір конденсатовідвідників з відкритим поплавком проводять за формулою інж. Строганова (додатки 4,5):

де: G_K –розрахункова витрата конденсату, кг/год.;

d -діаметр проходу клапана конденсатовідвідника, мм;

Р₁ - наднормальний тиск перед конденсатовідвідником, бар;

Р₂ - наднормальний тиск за конденсатовідвідником, бар.

Тиск перед конденсатовідвідником приймають на 5% нижчим, ніж тиск при вході в калорифери.

Тиск за конденсатовідвідником при вільному зливі конденсату до збірного резервуару приймають рівним нулю; якщо конденсаційна магістраль прокладена з підйомом до збірного бака, в конденсатопроводі буде протитиск і Р, буде дорівнювати фактичній висоті стовпа конденсату плюс гідравлічний опір конденсатопроводів.

Розрахункову висоту конденсату при підборі конденсатовідвідника приймають таким чином: при тиску пари перед калориферами понад 2,0 атм. (200 кПа) - почетверена максимальна витрата конденсату; при тиску до 2,0 атм. (200 кПа) - подвоєна максимальна витрата конденсату.

Теплопродуктивність калорифера може бути визначена, Вт:

Q_K=G_K·Δ_i ·3,6

де: Δ_i - різниця ентальпій сухої насиченої пари та киплячої води, кДж/кг.

Приклад розв'язання задач

Розрахувати потужність, споживану калорифером сушарки з споживаною кількістю повітря W=3000 кг/год, що працює в зимовий період t₀=0°C, φ=80%, t₁=80°C.

t₀=0°C Q = Z(I₁-I₂)

φ=80%, на І-д діаграмі знаходимо:

t₁=80°C І₁=87,6кДж/кгсух. пов.

Q-? І₂=7,6 кДж/кг сух. пов.

Q = 3000(87,6 - 7,6) = 240 тис. кДж/кг сух. пов.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ:

Які елементи відносять до теплового та циркуляційного обладнання сушарок?
Що таке калорифер?
Які бувають калорифери у залежності від виду теплоносія?
Яким рівнянням пов’язані теплопродуктивність калорифера та його поверхня підігріву?
Охарактеризувати коефіцієнт опору гладко трубного калориферу.
Яку роль виконують у калориферах конденсатовідвідники?
Назвіть найбільш розповсюджені калорифери.
Від чого залежить ефективність роботи сушарок?
Чому дорівнює живий переріз калорифера?
Які параметри важливі при підборі конденсатовідвідників?

ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Задача 1. Визначити середнє значення коефіцієнта теплопередачі К_сер, гладкотрубного калорифера з шаховим розташуванням труб, який забезпечує нагрівання повітря від параметрів t₀=18 ^оC; φ₀,=40% до t₁= 95°С і теплопродуктивність Q_K=280000 ккал/год (165,2 МДж/год). Теплоносій - пара, яка надходить під тиском P_над=4,0 атм (400 кПа). Швидкість повітряного потоку перед конденсатором V_сер=4,0 м/с. Конструктивні розміри: S₁=42 мм; S₂=42 мм; d_зов=30 мм; 1_тр=1,35 м; m=8; і_1-го =32; і_2-го=31 і т. ін.

Задача 2. Визначити теплопродуктивність калориферної установки з коридорним розташуванням труб, якщо швидкість повітряного потоку в живому перерізі v_ж.п. = 18 м/с, а температура на вході t₀ = 18 ^оC. Температура повітря на виході з калорифера повинна бути t₁=75°C, a відносна вологість φ₁=5%. Конструктивні розміри калорифера: і=24; S₁=52 мм; 1=1,5 м; d_зов=30мм; m=15.

Задача 3. Розрахувати поверхню нагріву калорифера за такими даними: розміри калориферних дошок - В = 0,92 м і Н = 0,35 м; довжина та зовнішній діаметр трубок - 1=0,97 м і d_зов=30 мм; кількість трубок в ряду і=32, кількість рядів m=8.

Задача 4. Визначити кількість рядів калорифера, якщо конструктивні розміри його: d_зов=30 мм; 1_тр=1350 мм; і=32. Теплопродуктивність калорифера Q_K=220000 ккал/год (255,2 кВт), теплоносій - пара під тиском Р_над=4,0 атм
(400 кПа), а агент сушіння нагрівається від t₀ = 18°C до t₁=75⁰C (К_сер = 120Вт/м²К).

Задача 5. Підрахувати теплопродуктивність калорифера, якщо відомо: d_зов=30 мм; 1=0,96 м; і=31; n=256; В=1,0 м; Н=0,350 м. Пара надходить в калорифер під тиском Р_над=3,0 атм (300 кПа), а агент сушіння нагрівається від t₀=16°C до t₁=70°C (К₁=96 Вт/м²К, К₂= 120 Вт/м² К і К₃=180Вт/м²К).

Задача 6. Підібрати конденсатовідвідник, якщо теплопродуктивність калориферної установки Q_K=320000 ккал/год (371,2 кВт), а тиск пари перед нею Р=4,5 кгс/см² (450 кПа). Протитиск за установкою Р₂=0,8 кгс/см² (80 кПа) (сума втрат на тертя та гідравлічні опори).

Задача 7. Визначити теплопродуктивність калорифера та підібрати конденсатовідвідник для такого режиму роботи системи: калорифер нагріває об'єм повітря в розмірі 20000 м³/год від t₀=6°C до t₁=60°C, тиск пари
Р=1,8 кгс/см²(180 кПа), а протитиск за конденсатовідвідником Р₂=0,2 кгс/см²
(20 кПа).

Задача 8. Визначити теплопродуктивність калорифера, якщо теплоносій - пара надходить під тиском Р=2,5 кгс/см² (250 кПа), а тиск за конденсатовідвідником типу 45ч4бр №2 - Р₂ =0,4 кгс/см² (40 кПа).

Задача 9. Підібрати конденсатовідвідник, якщо теплопродуктивність калорифера Q_K=240000 ккал/год (278,2 кВт) і тиск пари в трубопроводі над ним Р=3,0 кгс/см² (300 кПа).

Задача 10. Визначити теплопродуктивність калорифера і підібрати конденсатовідвідник для такого режиму роботи системи: нагрівання повітря здійснюється від t₀=20°C до t₁=85°C з психрометричною різницею Δt=55°C і в об'ємі 35000 м³ /год. Тиск пари перед калорифером Р=3 кгс/см^:(300кПа)

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 9

Тема: Визначення параметрів конвективної сушарки за допомогою Hd-діаграми вологого повітря

Мета: Визначення вхідних та вихідних параметрів агенту сушіння та вологого матеріалу, вивчення порядку проведення розрахунку процесу сушіння в однозонній сушарці камерного типу без рециркуляції повітря аналітичним та графічним методами з використанням I – d діаграми.

Теоретичні відомості

На рис. 1 подано розрахункову схему сушарки камерного типу періодичної дії без рециркуляції повітря. Зовнішнє повітря з параметрами t₀, φ₀, d₀, I₀ підігрівається у калорифері 2 до стану t₁, φ₁, d₁, I₁ і подається вентиляційним пристроєм 1 до сушарки 3, у якій отримує додаткове тепло від додаткової поверхні підігріву 4.

Відпрацьоване повітря з параметрами t₂, φ₂, d₂, I₂ цілком виходить назовні.

З одним кілограмом сухого повітря до сушарки надходить d₁/1000 кг пари, а за годину L(d₁/1000) вологи, а кількість вологи, що відноситься з сушильної камери, становить L(d₂/1000). Отже, кількість вологи, одержаної повітрям в сушильній камері, становить:

Рис. 1. Схема сушарки періодичної дії без рециркуляції повітря

Якщо вважати, що волога W, яка виділяється з матеріалу, повністю надходить у повітря, яке відводиться з сушарки, то одержимо рівняння:

При розрахунку сушарок вважається, що втрати повітря та вологи відсутні, а до визначеної в кінцевому розрахунку кількості повітря та тепла вводяться поправки на присоси та витоки.

Визначаємо кількість циркулюючого в сушильній камері сухого повітря:

Питома витрата сухого повітря в сушарці:

(у сушарках без рециркуляції d₁=d₀).

Об’єм повітря:

де: v_пр – знаходять за параметрами того місця сушарки, для якого визначається об’єм.

ПРИКЛАДИ РОЗВ'ЯЗАННЯ ЗАДАЧ

Задача. Побудувати процес, що відбувається в сушильній машині, якщо відомо: t₀= 0 ^оС, φ=90%, t₁=60°C, t₂=40°C, W=200 кг вологи/год і Δ= - 400 кДж/кг вип. вологи

t₀= 0 ^оС ЕК=ЕF·(Δ/m)=120·(-400/2000)=24мм

φ=90%

t₁=60°C

t₂=40°C

W=200 кг вологи/год

Δ= - 400 кДж/кг вип. вологи .

Рис. 2. Процеси на Hd-діаграмі

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ:

Обґрунтувати в, яких випадках застосовуються сушарки періодичної дії, без рециркуляції повітря?
В чому недоліки періодичного сушіння?
Подати розрахункову схему сушарки без рециркуляції повітря, характерні особливості її порівняно з сушарками з рециркуляцією повітря.
Охарактеризувати приведений обсяг повітря.
Як використовується значення приведеного обсягу повітря для розрахунку годинної витрати повітря для сушіння матеріалу?
Дати визначення теоретичній та дійсній сушарці без рециркуляції повітря.
Який параметр агента сушіння є незмінним під час його підігріву у калорифері?
Наведіть рівняння процесу випаровування вологи у сушарці без рециркуляції повітря.

ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Задача 1. Визначити витрати тепла та повітря на сушіння матеріалу, якщо
t₀= 24⁰C, φ₀ = 70 %, t₁ = 90⁰ C, t₂= 50⁰ С, Δ = - 800 кДж/кг вип. вологи і W = 700 кг вологи/год.

Задача 2. Визначити витрати тепла та повітря на сушіння матеріалу, якщо
t₀ = 20⁰С, φ₀= 70 %, t₁ = 90⁰С, t₂ = 40⁰С, Δ = - 900 кДж/кг випаруваної вологи і
W = 800 кг вологи/год.

Задача 3. Визначити витрати тепла та повітря на сушіння матеріалу, якщо
t₀= 14⁰C, φ₀ = 70 %, t₁ = 90⁰ C, t₂= 50⁰ С, Δ = 800 кДж/кг вип. вологи і W = 600 кг вологи/год.

Задача 4. Визначити витрати тепла та повітря на сушіння матеріалу, якщо
t₀ = 18⁰С, φ₀= 70 %, t₁ = 90⁰С, t₂ = 30⁰С, Δ = - 900 кДж/кг випаруваної вологи і
W = 800 кг вологи/год.

Задача 5. Визначити кількість тепла, яка витрачається на випаровування вологи, якщо: G₁ =900 кг сух. матер./год; U₁= 1.8 кг вологи/кг сух. матер.;
U₂ =0.14 кг вологи/кг сух. матер.; t₂=85 ^оC, φ₂=60%; t₀ = 18°С; φ₀ =50%.

Задача 6. Визначити витрати тепла з повітрям, що виходить з сушарки без рециркуляції, якщо t₀=-15°C; φ₀=80%; t₂=50°C; φ₂=50%; t₁=80°C і W=4000 кг вологи/год.

Задача 7. Визначити витрати тепла з транспортером з перфорованих пластин, якщо: 1=90,0 м; q=50 кг/пог. м; τ=22,5 хв; t₀ = 18°C; φ₀=50%; t₁= 105^оC; φ₁= 10%;t₂=75°С.

Задача 8. Побудувати процес, що відбувається в сушильній машині, визначити теплопродуктивність калориферних установок і необхідні об'ємні витрати агента сушіння для здійснення даного процесу, якщо відомо: t₀ = -5 ^оC; φ₀=80%; t₂=60°C; φ₂=40%; Δ=-600 кДж/кг вип. вологи та W= 150 кг вологи/год.

Задача 9. Скласти тепловий баланс для сушильної машини, що має такі показники: t₁ = 77°C; φ₁=5%; W=576 кг вологи/год; G₂=1235 кг/год; U₁=0,25 кг вологи/кг сух. матер.; U₂=0,11 кг вологи/кг сух. матер.; V=4,42 м³/с, транспортер сітчастий q_тр =25 кг/пог. м; 1_тр=20,0 м; V._rp=2,5 м/хв; F, _щ = 170 м²; К=0,8 Вт/м²К.

Задача 10. Визначити витрати тепла та повітря на сушіння матеріалу, якщо t₀ = 28⁰С, φ₀= 60 %, t₁ = 80⁰С, t₂ = 30⁰С, Δ = 900 кДж/кг випаруваної вологи і
W = 800 кг вологи/год.

Рис. 3. Hd - діаграма вологого повітря

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 10

Тема: Розрахунок повітрообміну і теплових витрат тваринницьких приміщеннях.

Мета: Оволодіти методикою розрахунку повітрообміну у виробничих приміщеннях.

Теоретичні відомості

Сільськогосподарський виробничий процес супроводжується виділенням в повітря робочих приміщень шкідливих для здоров'я людей і тварин газів та парів. В повітря виробничих приміщень можуть потрапляти велика кількість теплоти, вологи і пилу, які підвищують температуру, вологість та запиленість.

Для підтримання в приміщенні оптимальних параметрів навколишнього повітряного середовища, які задовольняють санітарно-гігієнічні вимоги, встановлюють вентиляцію.

Вентиляцією називають сукупність заходів та пристроїв, що забезпечують розрахунковий повітрообмін в приміщеннях житлових, суспільних і виробничих будівель.

Санітарно-гігієнічне призначення вентиляції - підтримання повітряного середовища приміщень на рівні вимог санітарних норм шляхом асиміляції надлишків теплоти та вологи, а також видалення шкідливих газів, пари та пилу.

Вентиляційна система це сукупність пристроїв для обробки, транспортування, подачі та видалення повітря. За призначенням системи вентиляції поділяються на припливні та витяжні, які забезпечують або загальнообмінну, або місцеву вентиляцію.

Припливні системи - це системи, які подають повітря в приміщення. Системи, які видаляють забруднене повітря з приміщення, називаються витяжними.

Якщо вентилюється все приміщення або його робоча зона при наявності розосереджених; джерел шкідливих виділень, то вентиляція називається загальнообмінною.

Вентиляція, яка забезпечує видалення повітря безпосередньо від обладнання джерела шкідливих виділень або подачу повітря в яку-небудь певну частину приміщення, називається місцевою.

За способом спонукання руху повітря системи вентиляції поділяються на системи з природним спонуканням (природна вентиляція), системи з механічним спонуканням (прим сова вентиляція) та комбіновані системи.

При природній вентиляції повітря потрапляє в приміщення і видаляється з нього завдяки різниці густини повітря в середині приміщення і зовні, а також під впливом сили і направлення вітру.

Вентиляцію з природною тягою повітря; поділяють на безканальну і канальну.

Безканальна вентиляція через вікна, фрамуги, найбільш проста і доступна. До недоліків цієї системи слід віднести те, що вона не забезпечує необхідний повітрообмін в різні періоди року і майже нерегульована.

Більш досконала канальна вентиляція, при якій приток свіжого та відведення забрудненого повітря здійснюється через канали або трубопроводи, оснащені регульованими заслінками.

Вентиляція з механічним спонуканням тяги найбільш ефективна, її використовують практично у всіх виробничих приміщеннях сільськогосподарського призначення.

В системах з механічним спонуканням повітря приводиться в рух за допомогою вентиляторів, працюючих в режимі розрідження або нагнітання. Припливні системи вентиляції працюють в режимі нагнітання, а витяжні в режимі розрідження.

Застосовують також і реверсивні системи, в яких можливо змінювати напрям повітряного потоку.

За характером розподілу припливного повітря розрізняють механічні системи вентиляції із розосередженою та зосередженою подачами!

В першому випадку повітря подають в приміщення за допомогою повітроводів, рівномірно розміщених в середині приміщення і забезпечених отворами; в другому - повітря у вигляді потужних струмин через сопла нагнітають в приміщення.

В системах примусової вентиляції напір, необхідний для переміщення повітря, створюють вентиляторами. В залежності від розвиваємого напору, тобто від різниці повних тисків , на стороні всмоктування і нагнітання, розрізняють вентилятори низького (< 1000 Па), (1000 ≤ ≤3000 Па) та високого (3000 ≤ ≤ 2000 Па) тиску.

За принципом роботи розрізняють відцентрові та осьові вентилятори.

В системах вентиляції застосовують радіальні вентилятори Ц4-70 і Ц4-76, осьові вентилятори 06-300 і ОВ, дахові радіальні вентилятори КЦЗ-90 і КЦ4-84, а також дахові витяжні вентилятори ЦЗ-04.

Вибір вентиляторів проводять за витратою вентиляційного повітря та розвиваємого тиску.

Основні нормативні параметри мікроклімату тваринницьких і птахівницьких приміщень, що відповідають Нормам технологічного проектування, наведені у таблиці 5 і 6 [1].

При проектуванні систем вентиляції необхідний повітрообмін визначають для трьох періодів року: холодного, теплого і перехідного.

Обмін повітря, потрібний для видалення зайвого вуглекислого газу, визначають за формулою:

де: - кількість вуглекислого газу, який виділяється однією твариною чи птахом середньої для даного приміщення маси,, таблиця 7 і 8 або 9 і 12 [1];

n - кількість тварин або птахів в приміщенні, толів;

1,2 – коефіцієнт, який враховує виділення вуглекислого газу мікроорганізмами, підстилкою, тощо;

- допустима кількість вуглекислого газу в приміщенні, в частинах від одиниці, (визначається за табл. 5 або 6[1]);

- кількість вуглекислого газу в зовнішньому повітрі, в частинах від одиниці. В середньому зовнішнє повітря містить у своєму складі 0,0003 м³ вуглекислого газу на 1 м² повітря.

Обмін повітря, потрібний для видалення надмірної вологи:

де: - кількість водяної пари, яка виділяється однією твариною чи птахом середньої для даного приміщення маси, г/год (визначається за табл. 7 і 8 або 9 і 10[1]):

n - кількість тварин або птахів у приміщенні, голів;

- допустима норма вмісту водяної пари у повітрі тваринницького або птахівницького приміщення ;

- вміст водяної пари у зовнішньому павітрі, ;

1,1 - коефіцієнт, що враховує випаровування води з підлоги, годівниць, напувалок тощо.

Значення і визначають за формулами:

; , де:

і - вміст водяної пари при повному її насиченні відповідно при оптимальній для

даного приміщення температурі та при розрахунковій температурі зовнішнього повітря, г/м³;

і - відносні вологості повітря у приміщенні та надворі, %.

Розрахункові значення температури та відносної вологості зовнішнього повітря для деяких районів України подані у табл. 11[1].

Вміст водяної пари при повному її насиченні для різних температур повітря указаний в табл. 12.

Обмін повітря, потрібний для видалення зайвого тепла:

де: q_т - кількість вільної теплоти, що виділяється однією твариною чи птахом середньої для даного приміщення маси, кДж/год (визначається за табл. 7 і 8 або 9 і 10[1]);

n – кількість тварин або птахів у приміщенні, голів;

Q_ОГ, - втрати теплоти через зовнішні огорожі, кДж/год;

температурний коефіцієнт розширення повітря, 1/°С;

С = 1,283 — питома об'ємна теплоємність повітря при температурі 0°С і нормальному тиску, кДж/(м³ ∙град);

Θ_Ві Θ_З - температура повітря у приміщенні і надворі, °С.

Втрати теплоти через огорожі Q_0Г, кДж/год,, наближено можна визначити за формулою:

де: V- об'єм будівлі за зовнішніми замірами, м³;

q₀ - питома теплова характеристика приміщення, кДж/м³ ∙ град ∙ год. Для сучасних утеплених тваринницьких і птахівницьких приміщень q₀ = 2,1. .2,9; для не утеплених q₀ = 2,9...5,1; для інших виробничих приміщень q₀ = 1,9...3,15; для адміністративних будівель q₀= 1,3...1,9;

n - кількість тварин або птахів у приміщенні, голів;

Q_ОГ, - втрати теплоти через зовнішні огорожі, кДж/год;

Годинна кратність обміну повітря у вентильованому приміщенні:

де: L_p - розрахункова продуктивність вентиляційної системи, ;

V - об'єм приміщення, м³.

Одержана за формулою кратність обміну повітря повинна бути не менша від мінімально допустимої, визначеної за відповідними Нормами технологічного проектування.

Мінімально допустима кратність:

де: g - мінімально допустимий обмін повітря для даного виду та вікової групи тварин або птахів, м³ /год на 1 кг їх маси;

n - кількість тварин або птахів у приміщенні, голів;

m - маса однієї тварини чи птаха, кг.

Вентиляційна система може бути розосередженою або централізованою.

Розосереджена система складається з кількох вентиляторів, встановлених в окремих витяжних каналах. Кількість вентиляторів вибирають залежно від типу вентильованого приміщення та розрахункової продуктивності вентиляційної системи.

Щоб забезпечувався достатній обмін повітря під час виконання поточних ремонтів та інших експлуатаційних заходів, а також у періоди, коли фактичні параметри внутрішнього і зовнішнього повітря значно відрізняються від розрахункових, вентиляційна система повинна мати дво- чи трикратний запас продуктивності.

Розрахункова продуктивність одного вентилятора:

де: k - коефіцієнт запасу;

N - кількість вентиляційних каналів.

На практиці при L_P < 8000 м³/год вибирають схему з одним вентилятором, а при L_P > 8000 м³ /год з кількома. При цьому продуктивність кожного вентилятора повинна бути не більше 8000 м³/год.

Централізована вентиляційна система має один потужний вентилятор, який видаляє зіпсоване повітря через загальний витяжний канал (трубу), що прокладається на горищі вздовж вентильованого приміщення. Поперечний переріз повітропроводу здебільшого беруть однаковим по всій його довжині.

Діаметр повітропроводу (труби) можна визначити за формулою:

де: υ - швидкість руху повітря у повітропроводі, м/с (звичайно беруть 5-10 м/с).

Розрахунковий тиск (напір) вентилятора:

де: Н_ПРта Н_М.О.- відповідно статична та динамічна складові загального тиску, Па.

Статичний тиск:

Н_ст = Н_пр + Н_М.О,Па

де: Н_ПР - втрати тиску на прямих ділянках повітропроводу (на переборення опорів, що виникають внаслідок тертя повітря об стінки повітропроводу), Па;

Н_М.О - втрати тиску на переборення місцевих опорів (у фасонних частинах) повітропроводу, Па.

У тваринницьких і птахівницьких приміщеннях здебільшого застосовують повітропроводи круглого перерізу. Втрати тиску па прямих ділянках у таких повітропроводах визначають за формулою:

де: λ – коефіцієнт опору круглого прямого повітропроводу;

D - діаметр повітропроводу, м;

l - довжина прямої ділянки повітропроводу, м;

γ - густина повітря, кг/м³;

υ - швидкість руху повітря, м/с з урахуванням жорсткості поверхні повітропроводу.

де: ψ — абсолютна шорсткість, мм;

R_e - критерій Рейнольдса.

Абсолютна шорсткість поверхні повітропроводу з нової оцинкованої листової сталі становить 0,15мм; з нової покрівельної проліфеної сталі 0,10 ... 0,15. Нові стальні суцільнозварені труби мають абсолютну шорсткість 0,04...0,10мм; оцинковані - 0,07...0,10мм; чавунні - 0,25... 1,0мм; бетонні - від 0,3…0,8 до 2,5...3,0мм.

Критерій Рейнольдса визначають за формулою:

де: v — кінематична в'язкість повітря, м²/с.

Наближено беруть:

Густина повітря:

де: h – тиск повітря (беруть рівним атмосферному тиску за табл. 11 [1]), Па;

h_н.п. - тиск насиченої водяної пари (беруть за табл. 12 [1] для витяжних труб при оптимальній температурі у приміщенні, а для припливних труб при розрахунковій температурі зовнішнього повітря), Па;

φ - відносна вологість повітря (для втяжних труб беруть за табл. 5, 6 [1] оптимальну вологість повітря в приміщенні, для припливних труб. - за табл. 11 [1] розрахункову вологість зовнішнього повітря), %;

Т - абсолютна температура (Т = Θ°С + 273˚С), К.

Втрати тиску на переборення місцевих опорів:

де: ξ - коефіцієнт місцевих опорів, який залежить від конструкції та параметрів фасонної частини повітропроводу (табл. 14 [1]);

υ - швидкість повітря (беруть найбільшу у даній фасонній частині), м/с;

Динамічний тиск:

При відсутності мережі повітропроводів нехтують втратами тиску при вході та виході повітря з вентилятора і вважають, що розрахунковий тиск дорівнює динамічному тиску, тобто:

Н_Р = Н_ДИН

За L_Р.В і Н_Р з каталогів або довідників вибирають відповідні вентилятори.

Приклад:

Визначити обмін повітря, потрібний для видалення зайвого вуглекислого газу з приміщення для безприв'язного, на глибокій підстилці утримання 400 дійних корів середньою вагою 500кг і рівнем лактації 10л.

Розв'язання:

3а нормативними даними оптимальна розрахункова температура в такому корівнику становить +5 ˚С, максимальна відносна вологість повітря - 85%, гранична концентрація вуглекислого газу (за об'ємом) - 0,25%. Кожна дійна корова середньою вагою 500кг при рівні лактації 10л виділяє вуглекислого газу 142 л/год (табл. 7 [1]). Зовнішнє повітря в середньому містить 0,0003м³ повітря. При вологості повітря понад 70% виділення вуглекислого газу збільшиться на 3% і становитиме 142 + 0,0003 ∙ 142 = 142,4л/год = 0,1424м³/год.

Обмін повітря, потрібний для видалення зайвого вуглекислого газу:

Розв'язування задачі за індивідуальним варіантом

Визначити обмін повітря необхідний для видалення зайвого вуглекислого газу з приміщення використовуючи дані таблиці 1

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ:

Як визначається потрібний повітрообмін для підтримки допустимої концентрації вуглекислоти?
Як визначається повітрообмін, що забезпечує допустимий вміст у повітрі водяної пари? Як обчислюються вологовиділення в приміщеннях? Які є методи визначення вологовиділень з вільної і мокрої поверхонь і з посліду?
Які вимоги пред'являються до розрахунку повітрообміну в теплий період року?
Яке устаткування використовується для опалення і вентиляції тваринницьких і птахівничих приміщень? Наведіть їх основні технічні характеристики.
Як здійснюється регулювання температури і відносної вологості повітря у приміщенні в холодний і теплий періоди року?

Таблиця 1. Дані для розв'язання задачі

№ варіанту	Приміщення	Види і групи тварин	Маса тварин	Вуглекислий газ, ст. л/год	Гранична концентрація СО₂ Сдп, %	Відносна вологість, %	Кількість голів	К-сть вуглекислого газу в зовнішньому повітрі,м³
1	Корівники і будівлі для молодняку молочних порід (у районах з розрахунковою зимовою температурою вище мінус 25˚): приміщення для безприв’язного на глибокій підстилці утримання корів і молодняка всіх вікових груп	Корови при рівні лактації 5л	300	99	0,25	75	100	0,0003
2		Корови при рівні лактації 5л	100	118			200
3		Корови при рівні лактації 15л	300	123			400
4		Корови при рівні лактації 15л	400	143			150
5		Корови при рівні лактації 10л	400	126			250
6		Телята віком від 1 до 3 місяців	40	24			350
7		Телята віком від 1 до 3 місяців	60	35			450
8		Телята віком від 1 до 3 місяців	100	56			200
9		Телята віком від 3 до 4 місяців	120	61			300
10		Телята віком від 3 до 4 місяців	150	63			350
11	Свинарник - відгодівля	Дорослі свині на відгодівлі	100	47,6	0,2		1500
12			200	63,0			1000
13			300	83			400
14	Свинарники - маточники	Важко поросні матки	200	58			100
15	Свинарники - маточники	Важко поросні матки	150	51			150

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 11

Тема: Вивчення будови і роботи холодильної установки та її тепловий розрахунок

Мета: Навчиться розраховувати площі холодильних камер, проводити тепловий розрахунок холодильного циклу, підбирати холодильний агрегат для охолодження камери.

Порядок проведення роботи

Виходячи з індивідуального завдання визначити:

площу камери;

теплоприпливи у камеру;
площу випарника (повітроохолоджувача);
підібрати холодильний агрегат і описати його конструкцію;

Спроектувати камеру схову харчових продуктів в охолодженому стані для підприємств ресторанного господарства. Для цієї камери підібрати холодильний агрегат, випарник. Вихідні дані для розрахунку прийняти з таблиці 7.1 залежно від двох останніх цифр залікової книжки (студентського квитка).

Таблиця 1 - Вихідні дані для роботи

Передостання цифра шифру	Вид продукту	Ємність камери, кг	Остання цифра шифру	Місто розміщення	Орієнтація зовнішньої стінки
0	М'ясо	700	0	Донецьк	Південь
1	Риба	500	2	Житомир	Схід
2	Птах	900	3	Запоріжжя	Захід
3	Молоко	850	4	Керч	Південь
4	Жири	450	5	Київ	Південь
5	Фрукти, зелень	1200	6	Краматорськ	Захід
6	Напівфабрикати овочеві	620	7	Севастополь	Схід
7	Гастрономія	540	8	Миколаїв	Південь
8	Яйця	850	9	Одеса	Захід
9	Сири	620	1	Ялта	Південь

Рекомендації: планування холодильника приймається відповідно до рис. 1. Висоту камери прийняти 3,3 м. Теплоізоляційний матеріал прийняти пінополістирол або пінополіуретан, коефіцієнт теплопровідності, відповідно 0,05 і 0,04 Вт/(м²К). Розрахунок виконати для літнього періоду року (див. додаток 2). Температуру в суміжних не охолоджуваних приміщеннях прийняти на 5^оС нижче максимальної літньої температури, у коридорі, завантажувальної, підвалі – на 10^оС, у тамбурі прийняти 12^оС, температура грунта на глибині: 1м на 10^оС, 2м на 11^оС, 3м на 16^оС нижче максимальної літньої температури.

Рис. 1 - План холодильного блоку

Теоретичні відомості

Площа холодильної камери визначається за формулою:

де: G – ємність холодильної камери, кг;

 – термін зберігання продукту (див. додаток 3), діб;

g – питоме навантаження на одиницю корисної вантажної площі, кг/м²;

 – коефіцієнт використання будівельної площі камер (можна прийняти 1,6).

Після визначення площі камери, призначають її розміри (довжину й ширину). Допускається збільшення площі камери (до 5%) з метою відповідності розмірів будівельним нормам.

Необхідно привести план холодильної камери із вказівкою розмірів і температури зовнішньої й у суміжних приміщеннях.

Перед розрахунком товщини шару теплоізоляційного матеріалу необхідно вибрати тип теплоізоляції.

Конструкцію міжповерхового перекриття й підлоги можна прийняти однаковою.

Теплоізоляційний матеріал випускається у вигляді плит товщиною 10, 20, 30…150мм.

Розрахунок теплоприпливів в охолоджуване приміщення

Для визначення теплоприпливів в охолоджуване приміщення й підбору холодильного обладнання здійснюється калоричний розрахунок.

Кількість теплоти, що проникає в холодильну камеру ззовні визначають за формулою:

Q₀ = Q₁+ Q₂+ Q₃+ Q₄+ Q₅ , Вт

де: Q₁ – кількість теплоти, що проникає через огородження;

Q₂ – кількість теплоти, що надходить у камеру разом із продуктами й тарою;

Q₃ – кількість теплоти, що надходить із зовнішнім повітрям при вентиляції охолоджуваного приміщення;

Q₄ – експлуатаційні теплоприпливи;

Q₅ – теплоприпливи від фруктів і овочів у результаті їх «подиху».

Теплоприпливи через огородження визначають:

, Вт

де: Q_1Т – теплоприпливи внаслідок різниці температури усередині й зовні камери;

Q_1С – теплоприпливи внаслідок дії сонячної радіації.

, Вт

де: k_д – коефіцієнт теплопередачі огородження, Вт/(м²К) (див. додатки 7- 9);

F – теплопередаюча поверхня огородження, м²;

t_зов – розрахункова зовнішня температура повітря, К;

t_вн – розрахункова температура повітря в камері, К.

, Вт

де: F – поверхня огородження, що опромінюється сонцем, м²;

t_с – надлишкова різниця температури, що характеризує дію сонячної радіації в літній період року (для стін, пофарбованих у світлі тони, t_с можна прийняти: південна – 5,1, східна – 8,5, західна – 10,2, північна – 0^оС).

Теплоприпливи від продуктів визначають:

, Вт

де: G – добове надходження продуктів, кг;

– ентальпія продукту на початку зберігання, кДж/кг;

– ентальпія продукту при температурі зберігання, кДж/кг;

 – час охолодження продукту до температури зберігання, (24 год).

Теплорприплив від тари визначають:

, Вт

де: Gт – добове надходження тари, кг (прийти 10% від ємності продукту);

с – питома теплоємність тари, Дж/(кгК) (дерев’яна – 2500, картонна – 1460, стальова – 500 Дж/(кгК));

– температура тари вступна, К;

– температура тари при температурі зберігання, К.

Кількість теплоти, що надходить із зовнішнім повітрям при вентиляції охолоджуваного приміщення визначають:

, Вт

де: V – будівельний об’єм охолоджуваного приміщення, м²;

а – кратність вентиляції (4);

_п – щільність повітря, кг/м³;

i_зов – ентальпія зовнішнього повітря, кДж/кг;

i_к – ентальпія повітря в камері, кДж/кг.

Експлуатаційні теплоприпливи визначають як суму теплоприпливів від освітлення, від працюючих у камерах людей і механізмів, від відкривання дверей у камеру.

Теплоприпливи від освітлення визначають:

, Вт

де: А – кількість теплоти, що виділяється освітленням на 1м² площі підлоги, Вт/м² (можна прийняти 1,2 Вт/м²);

F – площа підлоги камери, м².

Теплоприпливи від перебування людей у камері:

, Вт

де: q_л – тепловиділення однією людиною (350 Вт), Вт;

n – число людей, що працюють в камері.

Теплоприпливи від працюючих електродвигунів визначають:

, Вт

де: N_е – потужність електродвигуна, Вт;

_е – ККД електродвигуна.

Теплоприпливи від відкривання дверей в камеру визначають:

, Вт

де: В – питомий теплоприплив, що доводиться на 1м² площі підлоги камери (10);

F – площа камери, м².

Теплоприпливи від овочів і фруктів у результаті їх «подиху» визначають:

, Вт

де: G – ємність камери, кг;

q_надх – тепловиділення овочів і фруктів при температурі надходження в камеру, (0,075 Вт/кг);

q_зб – тепловиділення овочів і фруктів при температурі в камері схову (0,015Вт/кг).

Визначення теплового навантаження на камерне обладнання й компресор холодильної машини.

Теплове навантаження на компресори (потрібну холодопродуктивність) автоматизованої холодильної машини визначають із рівняння:

де: b – коефіцієнт робочого часу холодильної машини (0,75);

 - коефіцієнт, що враховує втрати холодопродуктивності компресора в трубопроводах та інших елементах холодильної машини (0,9).

Для підбора холодильного агрегату отриману при робочих умовах холодопродуктивність перерахуємо на роботу в стандартних умовах за формулою:

де: Q_0ст; Q_0роб – холодопродуктивність у стандартній і робочій умовах, кВт;

q_Vст; q_Vроб – питома об'ємна холодопродуктивність у стандартних і робочих умовах, кДж/м³;

_ст; _роб – коефіцієнт подачі компресора відповідно в стандартних і робочих умовах.

де: i_п – ентальпія пари, кДж/кг;

i_ж – ентальпія рідини, кДж/кг;

V₁ – питомий обсяг пари, м³/кг.

Стандартний режим для хладонових машин характеризується температурами: t₀=–15^оС; t_к=30^оС; t_п=25^оС, t_вс=15^оС.

Робочий режим розраховується виходячи з наступних положень:

- температура кипіння (t₀) в установках з безпосереднім охолодженням приймається залежно від розрахункової температури повітря в камері. При установці в камері випарників: t₀ = t_в – (14...16)^оС. При установці в камерах панельного типу повітроохолоджувачів: t₀ = t_в – (9...11)^оС.

- температура конденсації (t_к) залежить від температури повітря, що подається на конденсатор. Для хладонових холодильних установок температура конденсації на 10...12^оС вище розрахункової температури зовнішнього повітря: t_к=t_н + (10...12)^оС.

Рис. 2 - Схема холодильної машини

1 - випарник, 2 - компресор, 3 - конденсатор, 4 - терморегулювальний вентиль

Ентальпії пари (i_п), рідини (i_ж), питомий обсяг пари (V₁) при температурі кипіння, тиску кипіння й конденсації при стандартному й робочому режимах визначити по додатках 7, 8 в залежності від прийнятого холодильного агента. Коефіцієнт подачі () визначити за графіком (рис.7.4).

Результати розрахунків звести в таблицю 7.2.

Рис.3 - Теоретичний цикл парової компресійної

холодильної машини в діаграмі i-lgP:

1-2 - стиск пари холодильного агента в компресорі; 2-3' - охолодження пари до температури конденсації; 3'-3 - конденсація пари холодильного агента;

3-4 - дроселювання рідкого холодильного агента

Рис. 4 – Графік коефіцієнтів подачі  і індикаторних ККД _i

для компресорів на фреоні - 22

Таблиця 2 - Результати розрахунку стандартної холодопродуктивності холодильної машини

Параметри	Символ	Розмірність	Режим роботи
Параметри	Символ	Розмірність	стандартний	робочий
1	2	3	4	5
Холодильний агент	R	–	22	22
Температура кипіння	t₀	^о
Температура конденсації	t_к	^о
Тиск кипіння	P_o	МПа
Тиск конденсації	P_к	МПа
Коефіцієнт подачі		–
Ентальпія пари	i_п	кДж/кг
Ентальпія рідини	i_ж	кДж/кг
Питомий обсяг пари	V₁	м³/кг
Об'ємна холодопродуктивність	q	кДж/м³
Холодопродуктивність	Q₀	кВт

За отриманою холодопродуктивністю в стандартному режимі підбирають холодильний агрегат по таблиці 3.

Розрахунок випарників полягає у визначенні величини теплопередаючої поверхні:

, м² (7.18)

де: Q_o – холодопродуктивність машини,Вт;

К – коефіцієнт теплопередачі випарника, Вт/(м²К);

t – різниця температури між киплячим холодильним агентом і температурою охолоджуваного середовища.

Таблиця 3 - Технічні характеристики холодильних агрегатів

Показники	Одиниці виміру	Числові значення
		Тип агрегатів і холодильних машин
		ВР-4000(2)	Хол.маш. МВВ 3-2-2	Хол.маш. МВВ 3-2-2Н	ВН-2000(2)	ВCэ-2500(2)	ВНэ-1000(2)
Холодильний агент	–	R22	R22	R22	R22	R22	R22
Холодо-продуктивність	кВт	4,36	3,5	3,5	2,01	2,60	1,0
Температура навколишнього середовища	^оС	+5…+45	+5…+45	+5…+45	+5…+45	+5…+45	+5…+45
Компресор	–	ZS2IK4E Copeland	–	–	ZF09K4E Copeland	–	–
Напруга	В	380	380	380	380	380	380
Частота обертання	с^-1	50	50	50	50	50	50
Споживана потужність	кВт	1,8	1,4	2,1	1,8	1,5	1,5
Габарити	мм
довжина		860	934	934	860	785	785
ширина		560	544	544	560	560	560
висота		610	577	577	610	410	410
Маса	кг	90	250 (з повітро-охолод-жувачем)	240 (з повітро-охолод-жувачем)	90

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ:

Які типи холодильників ви знаєте?
Що таке холодильний коефіцієнт?
Які відомі вам робочі речовини використовують у холодильних установках, крім фреону і аміаку?
З якою метою і де у сільськогосподарському виробництві використовуються холодильні установки?
Яка різниця між холодильником та тепловим насосом?
Поясніть, для чого необхідний фільтр-осушник?
Перелічіть пристрої автоматичного захисту холодильних установок.
Які автоматичні прилади є в холодильній установці і для чого їх застосовують?
Пронумеруйте на схемі агрегати і вузли холодильної установки згідно з номерами під рисунками.
На схемі іншим кольором олівців показати шлях руху газоподібного і рідкого хладона.

Рис. 3. Схема холодильної установки АВ-30:

1 - реле температури ТР-М05; 2 - бак для води; 3,4,7 -мановакууметри; 5 - реле контролю змазки; 6 - реле тиску; 8 -конденсатор з водяним охолодженням; 9 - ресивер; 10 - компресор; 11 -теплообмінник; 12 - фільтросушник; 13 - оглядове вікно; 14 -терморегулюючий вентиль; 15 - випарник; 16 - циркуляційний насос.

Додаток 1

Таблиця вологого повітря

Температура t, ^оC

Параметри

Відносна вологість повітря φ, %

100

-10

P_пар

ρ_пар

13,04

0,11

25,98

0,21

51,97

0,43

77,96

0,64

103,9

0,86

129,9

1,07

155,9

1,28

181,9

1,50

207,8

1,71

233,8

1,93

259,8

2,14

0,0

P_пар

ρ_пар

30,5

0,24

61,1

0,48

122,2

0,97

183,2

1,45

244,3

1,94

305,4

2,42

366,4

2,91

427,5

3,39

488,5

3,87

549,6

4,36

610,6

4,84

P_пар

ρ_пар

61,4

0,47

122,9

0,94

245,7

1,88

368,5

2,82

491,3

3,76

614,1

4,76

736,9

5,64

859,7

6,58

982,3

7,52

1105

8,46

1228

9,4

P_пар

ρ_пар

117,0

0,86

233,7

1,73

467,9

3,46

701,9

5,19

935,8

6,92

1170

8,64

1403

10,37

1637

12,1

1871

13,83

2104

15,56

2338

17,29

P_пар

ρ_пар

212,5

1,52

424.9

3.04

849.6

6.07

1274

9,11

1699

12,14

2123

15,18

2547

18,21

2971

21,25

3395

24,29

3819

27,32

4243

30,36

P_пар

ρ_пар

369,6

2,56

739.2

5.11

1478

10.23

2217

15,34

2955

20,45

3693

25,56

4430

30,68

5198

35,79

5904

40,9

6640

46,02

7376

51,13

P_пар

ρ_пар

6,17

4,15

1237

8.29

2474

16.59

3709

24,88

4944

33,17

6178

41,47

7411

49,76

8643

58,06

9874

66,35

11104

74,64

12334

82,94

P_пар

ρ_пар

1000,5

6,50

2000.4

13.01

3998.9

26.02

5995,5

39,03

7790

52,04

9963

65,05

11973

78,05

13962

91,06

15949

104,07

17933

117,08

19917

130,00

P_пар

ρ_пар

1567,8

9,90

3134.5

19.80

6264.8

39.59

9557,6

59,39

12513

79,18

15610

98,98

18744

118,77

21853

138,57

24958

158,36

28060

178,16

31156

197,95

P_пар

ρ_пар

2387,7

14,65

4773.3

29.3

9537.9

58.6

14294

87,9

19041

117,2

23780

146,5

25810

175,79

33232

205,9

37945

234,39

42650

263,69

47346

292,9

P_пар

ρ_пар

3544,3

21,15

7084.3

42.31

14152

84.61

21203

126,92

28237

169,23

35255

211,54

42247

253,84

49241

296,15

56210

338,46

63162

380,76

70097

423,07

Продовження додатку 1

99,4

P_пар

ρ_пар

5040,0

29,31

10072

58,63

20113

117,25

30122

175,88

40100

234,5

50047

293,13

59964

351,75

69847

410,38

79701

469,0

89529

527,63

99320,7

586,26

100

P_пар

ρ_пар

5036,3

29,26

10065,3

58,56

20100,6

117,05

30105,9

175,57

40081,4

234,1

50028,2

292,62

59945,7

351,15

69842,3

409,67

79690,0

468,20

89518,2

526,72

99320,7

585,24

110

P_пар

ρ_пар

5028,5

28,45

10050,9

56,90

20082,5

113,80

30071,8

170,69

40042,2

227,59

49987,4

284,49

59905,3

341,39

69798,9

398,28

79664,2

455,18

89504,8

512,08

99320,7

568,98

120

P_пар

ρ_пар

5021,6

27,68

10037,4

55,37

20051,2

110,73

30041,5

166,1

40007,7

211,47

49957,5

276,84

5983,0

332,2

69770,0

387,57

79643,1

422,84

89492,0

498,3

99320,7

553,67

130

P_пар

ρ_пар

5015,7

26,69

10025,9

53,92

20030,9

107,85

30014,7

161,77

39977,5

215,69

49920,0

269,61

59842,1

323,54

69741,8

377,46

79622,7

431,38

89492.0

485.31

99320,7

539,23

140

P_пар

ρ_пар

5010,4

26,28

10016,1

52,56

20013,4

105,12

29992,0

157,67

39951,3

210,23

49892,9

262,79

59814,9

315,35

69720,5

367,9

79604,2

420,46

89472.5

473.02

99320,7

525,58

150

P_пар

ρ_пар

5005,66

25,63

10007,2

51,26

19997,5

102,53

29971,3

153,79

39927,7

205,05

49868,3

256,32

59791,2

307,58

69699,1

358,85

79588,5

410,11

89465.1

461.37

99320,7

512,64

160

P_пар

ρ_пар

5001,6

25,02

9999,5

50,04

19984,0

100,07

29953,4

150,11

39907,9

200,14

49846,7

250,18

59771,7

300,21

69682,3

350,25

79574,4

400,28

89454.4

450.32

99320,7

500,36

170

P_пар

ρ_пар

4998,1

24,43

992,8

48,87

19971,9

97,73

29937,7

146,60

39889,8

195,47

49829,0

244,34

59753,0

293,20

69665,8

342,07

79564,0

390,94

89454.4

439.81

99320,7

488,67

180

P_пар

ρ_пар

4995,1

23,88

9987,1

47,76

19961,9

93,39

29924,5

143,27

39874,8

191,02

49812,9

233,78

59738,8

286,53

69653,0

334,29

79554,0

382,04

89442.8

429.8

99320,7

477,55

190

P_пар

ρ_пар

4992,2

23,35

9981,7

46,96

19952,3

93,39

29911,7

140,08

39860,5

186,78

49798,0

2389,47

59725,0

280,17

69640,6

326,86

79544,5

373,55

89436.4

420.25

99320,7

466,94

200

P_пар

ρ_пар

4989,8

22,84

9977,0

45,68

19943,9

91,36

29900,9

137,04

39847,4

182,73

49784,8

228,41

59711,9

274,09

69628,7

319,77

79535,4

365,45

89434.6

411.13

99320,7

456,81

Параметри водяної пари Р_п– парціальний тиск водяної пари, Па; ρ_пар - густина водяної пари, або абсолютна вологість повітря, г/м³; барометричний тиск Р_б– 99360 Па (745 мм рт.ст.)

Додаток 2

Таблиця вологого повітря

Температура, t ^оC

Параметри

Відносна вологість повітря

100

-10

V_прив

-10,01

0,00

0,76

-9,85

0,08

0,76

-9,64

0,16

0,761

-9,22

0,33

0,761

-8,84

0,49

0,761

-8,42

0,65

0,761

-8,00

0,93

0,761

-763

0,98

0,761

-7,21

1,14

0,762

-6,83

1,30

0,762

-6,41

1,47

0,762

-5,9

1,63

0,762

V_прив

0,00

0,789

0,461

0,19

0,789

0,964

0,38

0,79

1,927

0,77

0,79

2,891

1,15

0,791

3,813

1,53

0,791

5,740

2,30

0,92

5,740

2,30

0,792

6,746

2,69

0,793

7,668

3,07

0,793

8,631

3,46

0,794

9,84

3,85

0,794

V_прив

10,014

0,00

0,818

10,978

0,38

0,819

11,780

0,77

0,819

13,911

1,54

0,820

15,838

2,31

0,821

17,807

3,09

0,822

21,746

4,65

0,824

21,746

4,65

0,824

23,715

5,43

0,825

25,685

6,21

0,826

27,6

7,00

0,827

29,6

7,78

0,828

V_прив

20,07

0,00

0,85

21,94

0,73

0,85

23,799

1,47

0,85

27,53

2,94

0,85

31,29

4,42

0,85

35,07

5,91

0,86

42,69

8,91

0,86

42,69

8,91

0,86

46,51

10,42

0,85

50,36

11,94

0,86

54,26

13,46

0,87

58,16

15,00

0,87

V_прив

30,13

0,00

0,876

33,52

1,33

0,878

36,95

2,67

0,88

43,83

5,36

0,883

51,12

8,08

0,887

57,78

10,82

0,891

71,98

16,37

0,899

71,96

16,37

0,899

79,19

19,19

0,903

86,58

22,03

0,907

93,77

24,89

0,911

101,15

29,78

0,915

V_прив

40,14

0,00

0,9

46,13

2,32

0,91

52,16

4,66

0,91

64,40

9,40

0,92

76,76

14,20

0,92

89,29

19,07

0,93

115,02

29,05

0,95

115,02

29,05

0,95

128,17

34,16

0,95

141,54

39,35

0,96

155,1

44,62

0,97

168,39

49,98

0,98

V_прив

46,84

0,00

0,93

60,34

3,90

0,94

70,56

7,84

0,95

91,43

15,88

0,95

112,84

24,13

0,97

137,42

32,6

0,98

180,51

50,21

1,00

180,51

50,21

1,00

204,30

59,38

1,02

228,73

68,79

1,04

253,93

78,47

1,05

279,64

88,42

1,07

V_прив

60,25

0,00

0,96

76,80

6,33

0,97

93,69

12,78

0,98

128,51

26,10

1,00

164,79

36,98

1,02

202,71

54,48

1,05

283,58

85,44

1,09

283,58

85,44

1,09

326,86

102,00

1,12

372,16

119,35

1,15

419,63

137,54

1,17

469,49

156,65

1,20

V_прив

70,31

0,00

0,99

96,58

9,97

1,01

123,73

20,27

1,02

189,71

41,90

1,06

241,59

65,03

1,09

306,88

89,83

1,13

376,6

116,33

1,18

452,44

145,16

1,22

533,93

176,15

1,27

622,17

209,73

1,32

718,04

246,21

1,38

822,62

285,99

1,44

Продовження додатку 2

V_прив

80,41

0,00

1,02

121,05

15,32

1,05

163,75

31,41

1,07

255,89

66,15

1,12

358,29

104,77

1,19

472,72

147,96

1,26

601,44

196,55

1,34

747,28

251,62

1,43

913,79

314,53

1,53

1105,75

387,06

1,65

1329,36

471,60

1,78

1593,12

571,24

1,95

V_прив

90,46

0,00

1,05

152,01

23,02

1,09

218,26

47,81

1,13

367,09

103,54

1,22

542,73

169,34

1,33

752,90

248,12

1,47

1008,95

344,13

1,63

1327,47

463,62

1,83

1734,36

616,33

2,08

2272,19

814,24

2,42

3015,88

1097,51

2,88

4110,64

1508,85

3,57

99.4

V_прив

99,93

0,00

1,08

189,39

33,24

1,13

288,86

70,28

1,20

525,05

158,08

1,35

830,42

271,75

1,55

1237,58

423,39

1,81

1808,24

636,07

2,17

2665,31

955,60

2,72

4094,81

1488,73

3,63

6955,58

2555,95

5,45

15546,2

5761,26

10,92

100

V_прив

100,56

0,00

1,08

190,02

33,24

1,14

289,53

70,22

1,20

526,22

158,23

1,35

831,09

271,66

1,55

1238,14

423,21

1,81

1808,74

635,76

2,17

2665,60

955,06

2,72

4094,72

1487,82

3,63

6954,60

2554,20

5,46

15535,6

5754,47

10,93

110

V_прив

110,62

0,00

1,11

200,58

33,18

1,17

300,67

70,09

1,23

538,46

157,90

1,39

844,79

271,05

1,59

1253,73

422,19

1,85

1826,88

634,12

2,23

2687,38

952,42

2,79

4122,75

1483,54

3,73

6994,54

2546,41

5,59

15612,90

5736,61

11,20

120

V_прив

120,71

0,00

1,14

311,69

69,97

1,26

311,69

69,97

1,26

550,86

157,62

1,42

858,70

270,53

1,63

1269,65

421,31

1,90

1845,53

632,71

2,29

2710,05

950,17

2,86

4152,08

1479,85

3,82

7037,27

2539,86

5,73

15693,43

5720,56

11,48

130

V_прив

130,77

0,00

1,16

322,88

69,87

1,30

322,88

69,87

1,30

563,26

157,37

1,46

872,78

270,07

1,67

1503,714

420,55

1,95

1864,59

631,48

2,34

2733,43

948,23

2,93

4182,12

1476,53

3,91

7081,31

2533,97

5,87

15777,07

5706,03

11,76

140

V_прив

140,87

0,00

1,19

232,38

33,04

1,26

334,07

69,78

1,33

575,83

157,16

1,49

886,98

269,67

1,71

1302,21

419,88

1,99

1884,08

630,42

2,40

2757,27

946,50

3,00

4213,59

1473,79

4,01

7126,6

2528,65

6,01

15871,34

5695,28

12,04

150

V_прив

176,55

0,00

1,22

243,02

33,01

1,28

345,30

69,71

1,36

588,44

156,97

1,53

901,31

296,32

1,75

1318,84

419,29

2,05

1903,77

629,47

2,46

2781,61

944,98

3,07

4964,78

1471,23

4,10

8389,19

2524,09

6,16

15964,32

5685,22

12,32

160

V_прив

161,06

0,00

1,25

253,62

32,97

1,32

356,57

69,64

1,39

601,06

156,79

1,57

915,77

269,01

1,79

1335,65

418,78

2,09

1923,80

628,64

2,51

2806,46

943,67

3,14

4278,33

1469,09

4,19

7221,76

2520,04

6,30

16054,45

5674,02

12,60

Продовження додатку 2

170

V_прив

171,20

0,00

1,28

264,31

32,95

1,35

367,84

69,58

1,42

613,84

156,66

1,60

930,31

268,74

1,83

1352,57

418,32

2,14

1944,03

627,90

2,57

2831,56

942,47

3,21

4311,55

1467,12

4,29

7271,81

2516,71

6,44

16153,41

5665,95

12,88

180

V_прив

181,30

0,00

1,31

274,99

32,92

1,38

379,11

69,52

1,46

626,57

156,53

1,64

944,33

268,50

1,87

1359,63

417,92

2,19

1964,48

627,26

2,63

2857,16

941,47

3,29

4345,45

1465,44

4,38

7322,49

2513,67

6,58

16253,22

5658,49

13,17

190

V_прив

191,44

0,00

1,34

285,67

32,90

1,41

390,47

69,48

1,49

639,39

156,41

1,67

959,64

268,28

1,92

1387,02

417,62

2,24

1958,14

626,67

2,68

2885,97

940,55

3,36

4379,81

1463,90

4,48

7373,77

2510,86

6,72

16354,66

5651,63

13,45

200

V_прив

201,54

0,00

1,37

296,36

32,88

1,44

401,78

69,43

1,53

565,41

153,3

1,71

974,38

268,08

1,96

1404,07

417,22

2,28

2005,96

626,15

2,74

2909,03

939,70

3,43

4414,42

1462,47

4,57

7425,60

2508,29

6,86

16463,26

5647,36

13,74

Параметри вологого повітря: І - приведена ентальпія вологого повітря, кДж/кг сухого повітря; d- вологовміст вологого повітря, г вологи/кг сухого повітря; V_прив, - приведений об'єм вологого повітря, м³/кг сухого повітря.

Додаток 3

Параметри сухої насиченої пари

Тиск пари Р_пар, 10⁵Па	Температура пари, t, °С	Густина пари ρ_пар, кг/м³	Об'єм пари V, м³/кг	Ентальпія кипячої води		Ентальпія сухої насиченої пари
				ккал/кг	кДж/кг	ккал/кг	кДж/кг
0,1	45,8	0,0681	14,68	45,8	191,9	617.2	2584
0,2	60,1	0.131	7,65	60.1	251,4	623.3	2609
0,5	81,3	0,309	3,24	81,3	340,6	631,8	2645
1,0	99,6	0,590	1.694	99,6	417,4	639,0	2675
1,2	104,8	0,700	1,429	104,9	439,4	640,9	2583
1,4	109,3	0,809	1,236	109,5	458.5	642,5	2690
1,6	113,3	0,916	1,091	113,5	475,4	643,4	2696
1,8	116,9	1,023	0,977	117,2	490,9	645,5	2702
2,0	120,2	1,129	0,885	120,5	504,8	646.7	2707
2,5	127,4	1,392	0,718	127,8	535,4	649.1	2717
3,0	133,5	1,651	0.606	134,0	561,5	651.0	2725
3,5	138,9	1,908	0,524	139.6	584,5	652,7	2732
4,0	143,6	2,163	0,462	144,4	604.7	654,2	2738
4,5	147,9	2,416	0,414	148,8	623.4	655,5	2744
5,0	151,8	2,669	0,375	152,8	640,1	656.7	2749
6,0	158,8	3.169	0,316	160,0	670,5	658.7	2757
7,0	165,0	3.666	0,273	166,5	697,2	660,3	2764
8,0	170,4	4,161	0,240	172,2	720,9	661,5	2769
9,0	175,3	5,654	0,215	177,3	742,8	662,7	2774
10,0	179,9	5,139	1,1946	182,1	762,7	663,7	2778

Додаток 4

Параметри сухого повітря

Температура t, °C	Питома теплоємність Ср, кДж/(кгК)	Теплопровідність , 10^-2 Вт/(мК)	Кінематична в'язкість , 10^-6 м²/с	Густина , кг/м³
0	1,010	2,374	13,70	1,252
10	1,010	2,455	14,70	1,206
20	1,015	2,526	15,70	1,164
30	1,015	2,581	16,61	1,127
40	1,015	2,674	17,60	1,092
50	1,015	2,737	18.60	1.056
60	1,020	2,803	19,60	1,025
70	1,020	2,860	20,45	0,996
80	1,024	2,930	21.70	0,968
90	1,024	3,000	22,90	0,942
100	1,024	3,070	23,78	0,916
120	1,028	3,200	26,20	0,870
140	1,028	3,329	28,45	0,827
160	1,032	3,460	30,60	0,789
180	1,036	3,570	33,17	0,755
200	1,036	3,700	35,82	0,723

Додаток 5

Розрахункові температури й відносна вологість

зовнішнього повітря по деяких географічних пунктах

Географічний пункт	Температура, ^оС		Середня відносна вологість зовнішнього повітря (в%) в 13год. самого жаркого місяця
Географічний пункт	Літня	Середньо-річна
Донецьк	33	7,5	43
Дніпропетровськ	33	8,5	43
Житомир	30	6,8	53
Запоріжжя	34	8,8	42
Київ	31	7,2	52
Краматорськ	33	7,8	44
Конотоп (Сумська обл.)	30	6,3	53
Луганськ	33	7,0	40
Львів	30	7,7	58
Миколаїв	33	9,6	43
Одеса	32	9,9	55
Полтава	31	7,0	48
Тернопіль	30	6,9	56
Феодосія	31	11,7	50
Харків	32	6,9	49
Херсон	33	9,8	41
Чернігів	31	6,5	52

Додаток 6

Розрахункові параметри повітря в камерах холодильного блоку

Найменування камер зберігання	Розрахункова температура, ºС	Розрахункова відносна вологість, %	Температура продуктів, що надходять до камери, ºС	Допустимий термін зберігання, доба
Напівфабрикати: м’яса, птиці	0	85	-6* 5*	2
риби	-2	85	-6	1…3
молока та молочно-жирових продуктів	2	80	8	0,5…5
гастрономічних товарів	0	80	5	1…5
фруктів, овочів, напоїв	4	80	20	1…5
харчових відходів	0	85	20	0,5
морожених і заморожених продуктів	-15	90	-12	5

* - 6ºС – для мороженого м’яса; * 5ºС – для охолодженого.

Додаток 7

Коефіцієнт теплопередачі внутрішніх стін, перегородок та міжповерхових перекриттів

Температура повітря більш теплого приміщення, ^оС	Коефіцієнт теплопередачі К, Вт/(м²^оС) при внутрішній температурі більш холодного приміщення, ^оС
Температура повітря більш теплого приміщення, ^оС	-15	-10	-4	0	+4
-15	0,58	0,52	0,41	0,35	0,35
-10	0,52	0,58	0,52	0,47	0,41
-4	0,41	0,52	0,58	0,52	0,47
0	0,35	0,47	0,52	0,58	0,58
+4	0,35	0,41	0,47	0,52	0,58
+12	0,28	0,35	0,41	0,47	0,58
+18	0,26	0,29	0,35	0,41	0,58

Додаток 8

Коефіцієнт теплопередачі зовнішніх стін та покриттів

Середньорічна температура повітря (району будівництва) та вид огородження	Коефіцієнт теплопередачі К, Вт/(м²^оС) при внутрішній температурі повітря холодильних камер, ^оС
	Від -15 до -10	-4	0	+4
0^оС та нижче зовнішні стіни	0,34	0,41	0,47	0,47
покриття	0,29	0,35	0,41	0,41
1-8^оС зовнішні стіни	0,29	0,35	0,40	0,47
покриття	0,26	0,29	0,35	0,35
9^оС та вище зовнішні стіни	0,23	0,27	0,30	0,34
покриття	0,21	0,24	0,29	0,29

Примітка: коефіцієнти теплопередачі горищних покриттів збільшуються на 10%.

Додаток 9

Коефіцієнт теплопередачі внутрішніх огороджуючи конструкцій, що відділяють холодильні камери від неохолоджуючих тамбурів, вестибюлів, коридорів та інших приміщень

Температура повітря в холодильній камері, ^оС	Коефіцієнти теплопередачі К, Вт/(м²^оС) стін від суміжних неохолоджуваних приміщень, ^оС
Температура повітря в холодильній камері, ^оС	що сполучаються із зовнішнім повітрям	що не сполучаються із зовнішнім повітрям
Від -20 до -18	0,28	0,41
Від -15 до -10	0,33	0,47
-4	0,35	0,52
0	0,41	0,58
+4	0,47	0,58

Додаток 10

Залежність зміни ентальпія від температури

Температура продукту, ^оС	Ентальпія, кДж/кг
Температура продукту, ^оС	М'ясо яловиче, птах	Баранина	Свинина	Субпродукти	Риба худа	Риба жирна	Яйця	Молоко цільне	Масло вершкове	Кисляк, кефір	Сметана	Творог	Сир	Морожене вершкове	Виноград, абрикоси, вишні	Фрукти й плоди інших видів
-20	0	0	0	0	0	0	-	0	0	-	-	-53,2	-	0	0	0
-18	4,6	4,6	4,6	5,0	5,0	5,0	-	5,5	3,8	-	-	-43,8	-	7,1	7,5	6,7
-15	13,0	12,6	12,2	13,8	14,3	14,3	-	14,3	10,1	-	-	-26,4	-	19,7	20,6	17,2
-12	22,2	21,8	21,4	24,4	24,8	24,4	-	25,2	17,6	-	-	-12,0	-	34,8	36,5	29,8
-10	30,2	29,8	28,9	33,2	33,6	32,7	-	32,7	23,6	-	-	0	-	46,9	49,8	38,5
-8	39,4	38,5	34,8	43,1	43,5	42,3	-	42,3	29,3	-	-	10,5	1,3	62,4	66,5	51,0
-5	57,3	55,6	54,4	62,8	64,0	62,5	-	62,8	40,6	-	-	32,7	5,5	105,3	116,0	82,9
-3	75,3	77,0	73,3	87,9	88,4	85,5	227,4	88,7	50,5	-	-	49,8	11,3	178,8	202,2	139,0
-2	98,8	95,8	91,6	109,6	111,6	106,2	230,2	111,2	60,4	-	-	-	14,3	221,0	229,0	211,0
-1	185,5	179,5	170,0	204,0	212,2	199,8	133,8	184,2	91,6	-	-	139,4	16,7	224,4	232,6	267,9
0	232,2	224,0	211,8	261,0	265,8	249,0	237,0	317,8	95,0	0	0	245,9	19,7	227,4	235,8	271,1
1	235,5	227,0	214,7	264,5	269,5	252,8	240,0	322,3	98,0	3,8	3,8	249,0	22,2	230,8	239,5	274,7
2	238,2	230,0	217,8	268,3	272,9	256,0	243,3	326,8	101,4	8,0	5,9	252,3	25,2	234,0	242,9	279,0
4	245,2	236,3	224,0	274,3	280,0	262,6	249,8	334,4	106,5	13,9	13,0	259,8	31,0	240,9	250,2	286,7
8	248,2	249,0	235,8	289,2	293,9	277,0	262,4	350,7	121,4	31,4	29,3	273,7	42,3	254,4	264,5	302,0
10	264,5	255,3	241,7	269,0	301,0	283,0	268,7	358,5	129,8	39,4	36,8	280,8	47,7	264,0	271,8	308,8
12	270,8	261,4	248,2	302,2	308,0	290,0	274,3	366,0	138,6	47,3	44,4	291,1	53,2	267,9	278,6	317,0
15	280,4	271,2	256,8	312,8	314,4	300,4	284,4	378,0	155,3	59,0	65,2	298,3	61,5	277,8	289,6	328,0
20	296,8	286,7	272,5	330,6	336,0	317,4	300,0	398,0	182,8	78,6	73,7	316,2	75,7	294,3	307,0	346,5
25	312,0	301,8	287,7	348,0	353,6	334,4	316,2	418,0	204,2	98,4	95,8	334,0	89,6	311,0	325,5	365,6
30	329,0	314,0	301,8	366,0	371,0	351,5	331,5	437,0	221,4	118,0	110,6	351,5	103,8	328,0	324,4	384,8
35	345,0	334,0	317,8	384,0	388,0	369,0	347,5	458,0	240,0	-	-	-	-	344,6	360,5	403,0
40	361,0	349,8	332,2	401,0	406,0	385,0	362,7	477,0	253,6	-	-	-	-	361,4	378,0	421,0

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Гончар В.Ф. Електрообладнання і автоматизація сільськогосподарських агрегатів і установок: Курсове і дипломне проектування. - 2-е вид., доп. і перероб. - К.: Вища шк., 1985
Гончар В.Ф., Тищенко Л.П. Електрообладнання і автоматизація сільськогосподарських агрегатів і установок: Навч.посібник. - К.: Вища шк, 1989. -343 с.
Чернов А.В. и др. Основы гидравлики и теплотехники. - М: Энергия,1976
Черняк О.В., Рибчинська Г.Б. Основи теплотехніки і гілравліки. - К: Вища школа, 1982. - 223с.
Драганов Б.Х. Теплотехника и приминение теплоты в сельском хозяйстве. - М: Агропромизват, 1990г.
Дозорець М.П. Основи теплотехніки і теплопостачання тваринницьких ферм. - К: Вища школа, 1973р.
Егорушкин В.Е. Основы теплотехники и теплоснабжения с.х. предприятий. М: Колос, 1972.
Драганов Б.Х. Теплоенергетичні установки і системи в сільському господарстві. - К: Урожай, 1995.
Драганов Б.Х. Теплотехніка. - К: Фірма "Інкос", 2005.
Драганов Б.Х., Міщенко А.В. ,Борхаленко Ю.О. Основи теплотехніки і гідравліки : Навчальний посібник / за ред. Б.Х.Драганова , - К.:Аграрна освіта, 2010. - 495с.