Космонавтика  Расчет систем охлаждения 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

при температуре кипения = 5° С и той же температуре конденсации t = 30 С, то пришлось бы установить

1,07-980 000

415000 компрессора.

которые работали бы не больше 4 ч в сутки и только в теплое время года.

3. Считаем, что рассол, поступающий в аккумулятор, будет охлажден в испарителе до ta = -16° С. Значит, температура кипения в испарителе может понизиться до toa ~ = -16 - 4 == -20° С. Температура замерзания рассола Должна быть на 8° ниже возможной температуры кипения, т. е. tssaM= -20 - 8 = -28° С. По таблице свойств раствора хлористого кальция ([10], табл. 20) этой температуре соответствует раствор с плотностью = 1230 кг/м, имеющий среднюю теплоемкость = 0,685 ккал/(кг-град) = = 2,86 кдж/{кг-град).

Таким образом, 1 рассола может аккумулировать холод в количестве

Qsa = ТА {4i - и = 1230-0,685 (5 -f 16) = = 1230-0,685-21 = 17 650 ккал/м = 74 000 кдж/м.

4. Необходимая емкость бака-аккумулятора

qsa 17 650

Учитывая возможные колебания уровня в баке, следует принять к установке бак объемом 200 м. Выполняется стальной прямоугольный бак высотой 8 м; площадь основания 200

бака F = -g- = 25 м, размеры сечения могут быть 4X6,25 м.

5. Охлаждение рассола в баке-аккумуляторе происходит в периоды уменьшенной нагрузки на холодильное оборудование, в частности, в тренировочном режиме, когда необходимая холодопроизводительность

Qo = 1,12-290 ООО = 325 ООО ккал/ч.

Для этого потребуется работа всего двух компрессоров, так 325 ООО

как -i. 2. Таким образом, два других компрессора

1 /О иии

могут работать на аккумуляцию холода.

Так как температура раСсола в баке постепенно понижается, то компрессоры будут работать с понижающейся



температурой кипения и, следовательно, с уменьшающейся холодопроизводительностью. Изменение холодопроизводи-тельности двух компрессоров ФУ-175 в зависимости от температуры кипения показано на рис. 20.

Для приближенного определения времени, необходимого для создания требуемого запаса холода, можно считать охлаждение рассола идущим ступенчато, причем при каждом таком шаге весь объем рассола в баке охлаждается на 4 град при.постоянной температуре кипения; предполагается также, что разность между средней температурой рассола и температурой кипения па каждой ступени остается неизменной. Продолжительность каждой ступени будет непрерывно возрастать, поскольку производительность холодильных машин по мере охлаждения рассола понижается.

Ход вычислений показан на примере расчета двух ступеней.

Количество тепла, отведенного от рассола, на первой ступени

Qsi = VayfsA = 186.1230-0,685-4 =

= 625 000 ккал = 252-10 кдж.

В этом периоде рассол охлаждается от 5 до ГС, средняя температура кипения за период ti = -Г С, чему соответствует холодопроизводительность обоих компрессоров Qoi ~ = 665 000 ккал1ч. Следовательно, первый период будет продолжаться

На второй ступени рассол охлаждается от +1 до -3° С. Количество отведенного тепла остается тем же, холодопроизводительность компрессоров, соответствующая средней температуре кипения = -5° С, будет Q(,2 = 560 ООО ккал1ч. Продолжительность второго периода л 625 ООО , с

Результаты вычислений приведены .на рис. 20. Весь период охлаждения рассола, находящегося в баке, занимает около 7 ч 30 мин.

Так как рассол из бака-аккумулятора подается в охладитель воды более холодным, чем нужно, то поддержание требуемой температуры следует осуществлять подмешиванием отепленного рассола, выходящего из охладителя воды, К холодному.



тысжкол

tsoo

то то то то

800 БОО

два компрессора ФУ-175 при ±оот-ИЧо-20С


Четыре компрессора срУ-т при ta=~fS С

-20-f5 -10 -5

О 5 13 П 15 16 }7 18 19 20 21 22 r,v V C I Два компрессора Ф)1-П5 при t =-t6°C

Рис. 20. Характеристика компрессоров ФУ-175 и график нагрузки на холодильное оборудование

с аккумулятором холода; / - аккумулированный холод; - холод на. поддержание поля в тренирпБочном режиме; / - холод на кондиционирование воздуха (из аккумулятора холода); IV - холод на поддержание поля (в дедгонстрцноя-

ном режиме)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84