Судовые холодильные установки

инея, масла, материала блок-форм.

[pic] - наружное термическое сопротивление.

Производим расчет (нар для вынужденного движения жидкости (без

изменения агрегатного состояния).

[pic], [pic] (5.2)

где В=0,021(0,43 Ср0,43(0,57(-0,37 – коэф. учитывающий свойство жидкости

( = 1446,1 кг/м3 ;

Ср = 1095,2 кДж/кг К;

( =0,12473 Вт/мК ;

( = 2,69*10-7 м2/с;

В = 0,021*22,84994*20,27598*0,305284*0,693413*389,0456=801,277

[pic] - эквивалентный диаметр

где: f = 686 мм2

n = 105,5 мм

d = 4*686 / 105,5 = 26 мм

W=Gм/fК – скорость движения жидкости, м/с

Gм = 23 м3/4=0,00639 м3/с – производительность насоса

К – количество плит в МА – 60 шт.

[pic]=0,155 м/с

Производим расчет (нар

[pic] Вт/м2К

Рассчитаем коэффициент теплопередачи от замораживаемой рыбы к

охлаждающей среде.

1/(вн=0,0026 м2К/Вт

[pic] м2К/Вт – суммарное техническое сопротивление

теплопроводности

[pic] м2К/Вт

Коэффициент теплопередачи боковых сторон блок-форм, омываемых воздухом.

[pic] (5.3)

(бф=1,5 мм – толщина окантовки

(бф=153 Вт/мК – для алюминиевого сплава

(нар.к=8 Вт/мК – коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции

со стороны воздуха

[pic] м2К/Вт

Средний коэффициент теплопередачи всей блок-формы:

[pic] (5.4)

F, F1, F2 – соответственно площади поверхностей крышек блок-форм,

боковых стенок, общей (F =F1+F2) поверхности блок-форм.

F =0,548 м2 ; F1=0,411 м2 ; F2=0,137 м2;

[pic] Вт/м2К

5.2 Определение продолжительности замораживания рыбы.

- Первый период замораживания от tнр=20(С до t0ср= -1,5(С; t0= -55(C;

(=Кср.пл=88,037 Вт/м2К

(1=1092*(0,86(-2)-0,9066 *(tнр+1)-21970 *(0,86(+60)-2,79*(-tохл)-

1,433(tнр+3) – 0,1427 =

= 22,137-(20+1)-0,02465 *55-1,433*(23)-0,1427=0,5234;

- Второй период замораживания от t0ср= -1,5(С до tвн.р= -2,5(C;

(2=95,98*(-tохл)-0,483(0,86()-0,3025 *(tохл)0,1725=

=95,98*(55)-0,483(0,86*88,037)-0,3025 *(55)0,1725 = 13,85+0,0733=1,015 ч;

- Третий период замораживания от tвн.р= -2,5(С до tв.к= -25(C;

(3=947*(-tохл-2)-1,485(0,86()-1,042 *(-tвк-3)0,466(0.86()0,055=

=947*(55-2)-1,485(0,86*88,037)-1,042 *(25-3)0,466(0.86*88,037)0,055=0,178 ч

= 22,137-(20+1)-0,02465 *55-1,433*(23)-0,1427=0,5234;

Продолжительность ((К = цикла замораживания реального блока рыбы:

((К = ((1+(2+(3)*К(=((* К(

((К = (0,523+1,015+0,178)*0,75=1,287 ч

5.3 Определение теплопритоков создаваемых морозильным комплексом.

- Теплопритоки от замораживаемой рыбы

Q1=Ема/3600 * ((К (iм-iк)*(ма (5.5)

где: iм; iк – начальная и конечная энтальпия замораживаемой рыбы.

(ма – коэффициент рабочего времени МА

Е – единовременная вместимость МА кг

iм =[(0,75W+0.25)tp+114W-12.2]*4.187=[(0,75*0,8+0,25)20+114*0,8-

12.2]*4.187=

= 401,952 кДж/кг

iк =[(0,5W+0,14)tp+10W13]*4.187=[(0,5*0,8+0,14)*20+10*0,8+13]*4.187=

= 31,402 кДж/кг

(ма= 0,958;

Ема=1200 кг;

Q1=[1200/(3600*1,287)] * (401952-31402,5)*0,958=91941,58 Вт

- Теплопритоки, связанные с охлаждением металлических частей

[pic][pic] (5.7)

где: Gм, См – масса и удельная теплоемкость металлических частей;

tмм, tкм – начальная и конечная температура металлических частей;

Gм=2*60=120 кг – масса всех окантовок

См=0,675 кДж/кгК

tмм= tмр=20(С

tкм= t0= -55(С

[pic] Вт

- Теплопритоки через изолированные ограждения

[pic] (5.8)

где: к, F – коэффициент теплопередачи к площади поверхности различных

участков изолированного ограждения морозильного аппарата.

[pic] - температура наружного воздуха и воздуха в МА.

[pic] (5.9)

где: D=2,14 м – диаметр МА;

L=2,5 м – длина МА;

F=2*[(3,14*2,142)/4]+3,14*2,14*2,5=24 м2

к=0,226 Вт/м2К – коэффициент теплопередачи ограждения МА;

tнар=tр=32(С;

tвн=t0= - 55(С

Q3=0,226*24*(32+55)=417,9 Вт

5.4. Рассчитываем характеристику МА FGP - 25-3

К(=0,75; W=0,8; tвк= -25(С; Кср.пл=(=88,037 Вт/м2К

tнр= (5; 10; 20; 30)(С – начальная температура рыбы

t0=(-55; -50; -45;-40; -35) (С – температура кипения х.а. в морозильном

аппарате.

Результаты расчетов заносим в таблицу 5.1.

- tнр=5(С, t0=-55(С, (=88,037 Вт/м2К;

1-й период: (1=1092*(0,86*88,037-2)-0,9066 *(5+1)-0,0247 *55-1,433*(5+3)-

0.1427=0.297 ч;

2-й период: (2=95,98*55-0,483 *75,71-0,3025*(55) 0,1725 =1,015 ч

3-й период: замораживание:

(3=947*(55-2)-1,485(0,86*88,037)-1,042 * (25-

3)0,466(0.86*88,037)0,055=0,178 ч

((К = (0,297+1,015+0,178)*0,75=1,118 ч

Теплопритоки:

Q1=0,286*(348,6-31,40) =90719,2 Вт

[pic] Вт

Q3=0,226*24*(32+55)=471,9 Вт

- tнр=5(С, t0=-50(С, (=88,037 Вт/м2К;

-0.1427

1-й период: (1=22,137*0,957*50-1,433*(5+3) =0.329 ч;

-0.1725

2-й период: (2=95,98*50-0,483 *75,71-0,3025*(50) =1,117 ч

3-й период: (3=947*(50-2)-1,4850,011*6,195=0,205 ч

Теплопритоки:

Q1=0,257*(348,6-31,4) =81520,4 Вт

[pic] Вт

Q3=5,424*(32+55)=444,77 Вт

- tнр=5(С, t0=-45(С, (=88,037 Вт/м2К;

1-й период: (1=22,137*0,957*45-1,065=0.368 ч;

-0.1725

2-й период: (2=95,98*45-0,483 *75,71-0,3025*(45) =1,225 ч

3-й период: (3=947*(45-2)-1,4850,011*6,195=0,242 ч

((К = 1,55 ч

Теплопритоки:

Q1=[pic]*(348,6-31,4) =72956 Вт

[pic] Вт

Q3=5,424*(32+45)=417,65 Вт

- tнр=5(С, t0=-40(С, (=88,037 Вт/м2К;

1-й период: (1=22,137*0,957*40-1,065=0,416 ч;

-0.1725

2-й период: (2=95,98*40-0,483 *75,71-0,3025*(40) =1,361 ч

3-й период: (3=947*(40-2)-1,4850,011*6,195=0,291 ч

((К = 1,551 ч

Теплопритоки:

Q1=[pic]*(348,6-31,4) =65308 Вт

[pic] Вт

Q3=5,424*(32+40)=390,53 Вт

- tнр=5(С, t0=-35(С, (=88,037 Вт/м2К;

1-й период: (1=22,137*0,957*35-1,065=0,480 ч;

-0.1725

2-й период: (2=95,98*35-0,483 *75,71-0,3025*(35) =1,534 ч

3-й период: (3=947*(35-2)-1,4850,011*6,195=0,359 ч

((К = 1,784 ч

Теплопритоки:

Q1=[pic]*(366,4-31,4) =89896 Вт

[pic] Вт

Q3=5,424*(32+55)=472 Вт

Остальной расчет ведется аналогично и все данные водятся в таблице

5.1.

Расчеты суммарных теплопритоков и

производительности морозильного комплекса.

Таблица 5.1

|tнр, (С |5 |10 |

|- 28 |- 33,7 |- 35,0 |- 36,2 |- 37,5 |

|- 25 |- 30,7 |- 32,0 |- 33,2 |- 34,5 |

|- 20 |- 25,7 |- 27,0 |- 28,2 |- 29,5 |

|- 15 |- 20,7 |- 22,0 |- 23,2 |- 24,5 |

По результатам расчета в табл. 7.1 строим графики рис. 7.1 и 7.2

8. Получение математической модели

агрегата и его характеристик,

состоящего из КМ S3 – 900 / S3 – 315

8. Получение математической модели агрегата и его

характеристик, состоящего из КМ S3 – 900 / S3 – 315

Задаемся температурой конденсации исходя из пределов работы ступеней

tк=(20; 25; 30; 35; 40; 45) °C;

Задаемся температурой кипения исходя из пределов работы ступеней

t0=(-55; -50; -45; -40) °C;

8.1. Исходные данные:

Vh – S3 – 900=792 м3/ч

Vh – S3 – 315=792 м3/ч

Пределы работы ступеней

S3 – 900: t0= -50 ( -40 °C

tк= -20 ( -10 °C

S3 – 315: t0= -20 ( -10 °C

tк= 10 ( 40 °C

t0= -45 ( -30 °C; tк= -20 ( -10 °C

Коэффициенты для расчета

а1= -11,241; а2= b2=0;

b1= -3.533*10-2; c2= 1.515*10-3;

c1= 2.478; d2=7.327*10-2;

d1=0.689*10-2;

Пример расчета:

tк=20°C; t=55°C;

Производим расчет давления кипения Р0:

Р0=0,541*10-10*( t0+140)4,6446=0,541*10-10*( -55+140)4,6446=0,10529 МПа

(8.1)

Рассчитываем давление конденсации Рк:

Рк=0,3797*10-8*( tк+120)3,9054=0,3797*10-8*(20+120)3,9054= 0,909797 МПа

(8.2)

Производим расчет промежуточного давления и температуры Рm; tm

Pm=[pic]0.479278 Мпа; (8.3)

Tm=148,4223* Pm0,2463-125(С=148,4223*0,4792780,2463-125= -1,17 (С (8.4)

Расчет хладопроизводительности Q0 для КМ S3-900

Q0=Vh*exp(a1+b1tк)*(t0+90)=792*exp(-11.241-3.533*10-2)*(55+90)=170.263Вт

(8.5)

Расчет эффективной мощности Nе для КМ S3-900

Ne=Vh*(a2tк+b2)*t0+(c2tк+d2)=792*(0+20+0)*-55+(1.515*10-3*20+7.327*10-2)=

=56.63 Вт (8.6)

Расчет эффективной мощности Nе для КМ S3-315

Ne=Vh*(a2tк+b2)*t0+(c2tк+d2)=317*(0+20+0)*-1,17+(1.515*10-3+7.327*10-2)=

=35.019 Вт

Расчет эффективной мощности Nе( для тандемного агрегата состоящего из

компрессоров S3-900 / S3-315

Nе( = Nеснд+ Nесвд=56,63+35,019=91,65 Вт

(8.7)

Аналогично ведем расчет для остальных температур. Результаты расчетов

заносим в таблицу 8.1.

Расчет хладопроизводительности и эффективной мощности агрегата

Таблица 8.1

|tк, (С |20 |25 |30 |

| |10 |15 |20 |30 |

|Трюм|Давление МПа | | | | |

| |- кипения |0,08455 |0,04372 |-0,01382 |-0,00729 |

| |- конденсации |10,5481 |10,9461 |12,4733 |13,5218 |

| |Температура кипения °C |-36,779 |-37,643 |-38,988 |-40,036 |

| |Температура на входе в КМ, |-16,852 |-17,735 |-18,982 |-20,033 |

| |°C | | | | |

| |Температура нагнетания, °C |82,190 |82,988 |84,322 |85,799 |

| |Температура перед РВ |30 |30 |30 |30 |

| |испарительной системы, °C | | | | |

| |Температура охл. воздуха, °C|-28 |-28 |-28 |-28 |

| |Сила тока эл. дв.КМ |63,119 |64,528 |67,733 |71,329 |

| |Коэффициент регулирования |0,188 |0,207 |0,253 |0,321 |

|Моро|Давление МПа | | | | |

|зиль| | | | | |

|ный | | | | | |

|агре| | | | | |

|гат | | | | | |

| |- кипения |-0,4587 |-0,4517 |-0,4332 |-0,4102 |

| |- конденсации |10,5481 |10,9461 |12,4733 |13,5218 |

| |Температура кипения °C |-50,5481 |-50,006 |-49,508 |-48,736 |

| |Температура нагнетания, °C |82,190 |82,988 |84,322 |85,799 |

| |Температура перед РВ |30 |30 |30 |30 |

| |испарительной системы, °C | | | | |

| |Производительность МК |67,908 |65,015 |63,141 |61,136 |

| |Сила тока эл. дв.КМ |109,314 |109,679 |110,251 |111,0348 |

10. Выводы и рекомендации

10. Выводы и рекомендации

По данной дипломной работе можно сделать вывод, что вместе с

реализацией лучших достижений современной холодильной техники данная СХУ

имеет некоторые недостатки, выражающиеся в конструктивных недоработках тех

или иных узлов СХУ.

10.1 конструкция фреонового насоса CNF 10/165 недоработана в части

защиты обмотки ротора приводного электродвигателя от воздействия жидкого

фреона, что приводит к понижению сопротивления изоляции и как следствие к

замыканию и выходу насоса из строя.

Рекомендации: защитный кожух из металла на ротор злектродвигателя,

чтобы обмотка не имена контакта с жидким хладагентом, что практикуется на

насосах других марок.

10.2 Недоработан узел возврата масла из потока циркуляции

маслофреоновой смеси через ЦР. В результате масло застывает в ТВМ

(теплообменник возврата масла) и в обратнойм клапане на пути паров

хладагента и масла на дозаряд в КМ СНД S3-900, нарушая режим работы СХУ.

Рекомендации: установить РТО (регенеративный теплообменник) по пути

паров масла на дозаряд с использованием тепла нагнетательных паров КМ СНД.

Данный узел: см. рис 10.1

|[pic] |

|Рис. 10.1 |

Данный узел после установки РТО, см. рис. 10.2

|[pic] |

|Рис. 10.2 |

10.3 Применяемый ОЖФ секционный по принципу «труба в трубе» через 6 –

8 лет после эксплуатации выходит из строя – появляется течь сварных

соединений из-за коррозийного износа и значительной температурной разности

сред на входе и выходе внутренних труб через выпуклое донышко, что создает

трудности в ремонте из-за низкой ремонтопригодности этой части ОЖФ.

Рекомендации: применить кожухотрубный ОЖФ с «сухим» испарением в

трубах и циркуляцией переохлажденного хладагента в межтрубном пространстве.

10.4. Как видно из работы данной СХУ все неполадки происходят из-за

пониженной температуры to и высокой температуры замерзания. Так при to =

-56°С применяется масло зарубежного производства ХК-57. Shell Clamis C46,

Shell S0, Castrol Icemet 299 и т.д. данные масла рекомендуются для

применения при to до -50°С.

Рекомендации: предлагается обратиться к промышленности и науке для

разработки и получения отечественных масел для низкотемпературных СХУ (с

температурой застывания масла -65 – 70°С), чтобы не иметь проблем с

замерзанием масла в системах.

10.5. Серьезная проблема возникает с техническим состоянием трубок из

алюминиевого сплава на подаче фреона в плиты роторного МА FCP 25-3. На

стыке различных металлов происходит интенсивное разрушение поверхностного

слоя металла алюминиевого сплава, превращение его в быстрооблетающую белую

пыльцу. Например, у находящегося на промысле СТМ «Калуга» по этой причине

вышел из строя один МА.

Рекомендации: данная проблема решается постоянной (один раз в неделю)

очисткой трубок от окислов и покрытие их слоем эпоксидной смолы или другим

антикоррозионным покрытием, например типа «Мифотекс» (жидкий металл

зарубежного производства).

В целом данная холодильная установка хорошо может эксплуатироваться на

данном судне БМРТ типа «Маяковский»

11. Охрана труда.

11. Охрана труда.

Охрана труда – это система законодательных социально-экономических,

технических. Санитарно - гигиенических мероприятий, обеспечивающих

безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе

труда. Охрана труда имеет непосредственную связь с рядом

общеобразовательных и специальных дисциплин, она базируется на знаниях

экономики, организации производства, психологии, физиологии труда,

технической эстетики.

Рассматриваемые вопросы:

11.1 Опасные и вредные факторы при эксплуатации судовых холодильных

установок (СХУ)

- вредные вещества в воздухе

- шумовые факторы

- вибрация

- электробезопасность

11.2 Техника безопасности при ремонте оборудования СХУ

11.3 Пожарная безопасность

11.1. В данной дипломной работе была рассмотрена холодильная

установка, работающая на фреоне 22. Этот холодильный агент обладает высокой

текучестью и проходит даже через мелкие поры металла в таких местах, где

менее текучие газы (аммиак или азот) при равных условиях пройти не могут.

Все хладоны без атомов водорода, негорючие, а содержащие их – легко

воспламеняются. Хладон растворяется в масле, при этом вязкость масла

понижается.

Это бесцветный тяжелый газ, плотность его в 4,3 раза превышает

плотность воздуха. При малых концентрациях его запах не чувствуется.

Хладон считается неядовитым газом, но при содержании его в воздухе

свыше 30% по объему появляются признаки отравления организма вследствие

недостатка кислорода.

Вредное воздействие хладонов на человеческий организм увеличивается с

возрастанием в их молекуле числа атомов фтора.

При эксплуатации СХУ и холодильного оборудования и в ряде

технологических процессов происходит выделение различных вредных веществ.

Все вредные вещества разделяют на химические вещества и

производственную пыль. Согласно ГОСТ 12.0.003-74 химические вещества по

характеру воздействия на организм делятся на следующие группы:

- общетоксичные

- раздражающие

- мутагенные

- канцерогенные

- влияющие на репродуктивную функцию

К числу общетоксичных веществ относятся ароматические углеводороды и

их амино и нитропроизводные (бензол, тоулол и др.), а также ртуть,

органические соединения хлорированные углеводороды.

Раздражающим действием обладают кислоты, щелочи, фосген, аммиак,

оксиды серы и азота, сероводород, автор данного диплома и другие. Эти

вещества при контакте с открытыми частями тела человека вызывают

воспалительную реакцию кожи, слизистой оболочки глаз и органов дыхания.

К мутагенным веществам относят различные яды, которые влияют на

гентический аппарат зародышевых и соматических клеток организма.

Канцерогенные вещества вызывают развитие злокачественных опухолей. К

их числу относят полициклические ароматические углеводороды, которые могут

входить в состав сырой нефти, мазута, смазочных масел, сажи и др.

К веществам, влияющим на репродуктивную функцию относят бензол и его

производные, сероуглерод, свинец, никотин, ртуть.

По степени опасности на организм человека все вредные вещества делятся

на 4 класса:

1 – чрезвычайно опасные (ртуть, свинец, азот и др.)

2 - высоко опасные (оксид азота, бензол, йод, медь, марганец и др.)

3 – умеренно опасные (ацетон, ксилол, метиловый спирт и др.)

4 – малоопасные (аммиак, бензин, скипидар, этиловый спирт, оксид

углерода и др.)

В табл. 11.1 приведены нормы предельно допустимых концентрации (ПДК)

основных вредный веществ.

Таблица вредных веществ.

Таблица 11.1

|№ п/п |Вредные вещества |ПДК м2/м3 |Класс опасности |

|1 |Аммиак |20 |4 |

|2 |Ацетон |10 |4 |

|3 |Бензин топливный |100 |4 |

|4 |Бензол |5 |2 |

|5 |Диоксид углерода |20 |4 |

|6 |Ксилол |50 |3 |

|7 |Метиловый спирт |5 |3 |

|8 |Ртуть |0,01 |1 |

|9 |Серная кислота |1 |3 |

|10 |Тетраэтил свинца |0,005 |1 |

|11 |Пыль черной сажи |4 |4 |

Шум относится к общебиологическим раздражителям, так как он в

определенных условиях может влиять на все органы и системы организма

человека. Длительное воздействие интенсивного шума приводит к

профессиональному заболеванию тугоухости. При очень большом звуковом

давлении может произойти разрыв барабанной перепонки. Высокочастотный шум

(1000 … 8000) Гц вызывает явление, неблагоприятное для слуха, а также

влияет на различные отделы головного мозга, вызывая головную боль, плохой

сон, раздражительность, утомляемость, ослабление памяти и др.

Для защиты от шума одним из наиболее эффективных средств является

звукоизоляция. С помощью звукоизолирующих конструкций можно снизить уровень

шума на 30 … 40 Дб. Снижение уровня шума методом звукопоглощения основан на

переходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие

потерь на трение в порах звукопоглощающего материала. Поэтому

звукопоглощающие материалы (пористые, пористоволокнистые) наносятся на

внутренние поверхности а также располагаются на штучных звукопоглотителях.

Максимальное снижение шума в отраженном поле с помощью акустической

обработки внутренних поверхностей помещения не превышает 6 …8 Дб.

Вибрация – это сложный колебательный процесс, возникающий при

периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения

равновесия, а также при периодическом изменении формы тела по сравнению с

той, которое оно имело их в статическом состоянии.

В зависимости от воздействия на человека вибрация делится на общую и

местную. Общая вибрация воспринимается всем телом и в первую очередь его

Страницы: 1, 2, 3, 4