Порядок и рекомендации по выполнению работы

Загрузите файл «Шаблон Л.р.6.xlsx» (на рабочем листе 1 этого шаблона приведена таблица термодинамических свойств аммиака в состоянии насыщения).  Введите в рабочем листе 2 исходные данные согласно варианту задания из табл. 6 (неуказанные в таблице входные переменные выбираются самостоятельно в пределах ограничений на вводимые параметры).

Марку испарительного конденсатора рекомендуется подбирать ориентировочно по его номинальной производительности с таким расчётом, чтобы необходимое количество конденсаторов равнялось трём – четырём.

После ввода исходных данных и заполнении таблицы решений уравнениями, составляющими математическую модель задачи, необходимо осуществить поиск оптимального числа включенных в работу испарительных конденсаторов , обеспечивающих минимальное суммарное энергопотребление. Для этого используйте утилиту «Поиск решения». В качестве целевой ячейки указать адрес ячейки с выражением для расчёта суммарного энергопотребления, указать на необходимость минимизации значения в ней. В ограничениях укажите, что  должно быть положительным целым числом, а значения , рассчитанные по (6.1) и (6.2), одинаковы.

При поиске оптимального числа конденсаторов обратите внимание на неоднозначность часто встречающегося на практике подхода: "чем ниже температура конденсации, тем лучше".

После определения оптимального числа конденсаторов , проведите анализ указанных в задании факторов. Влияния каждого фактора на параметры, характеризующие режим работы установки исследуйте не менее чем в пяти точках.

По полученным результатам постройте графики , , и сделайте выводы.

Оформите отчет по работе.

Таблица 6

Исходные данные

Наименование параметра	Первая цифра варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
,°С	–20	–20	–18	–18	–15	–15	–15	–10	–10	–10
, ° С	14	15	16	16	17	17	18	19	20	20
Наименование параметра	Вторая цифра варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	1100	1200	1300	1400	1500	1600	1700	1800	1900	2000

Вопросы для самопроверки

1. Из каких основных частей и уравнений состоит математическая модель совместной работы компрессоров и испарительных конденсаторов в составе холодильной установки?

2. При каком допущении возможно математическое моделирование совместной работы компрессоров и испарительных конденсаторов в составе холодильной установки независимо от нее?

3. Какая величина выбрана в качестве функции цели в данной работе?

4. Сформулируйте задачу оптимизации числа включенных в работу ис­парительных конденсаторов.

5. Влияние каких эксплуатационных факторов учитывает рассматриваемая математическая модель и как моделируется их влияние?

6. Какие эмпирические зависимости используются в модели и как их можно получить?

7. Объясните, почему не всегда справедливо часто встречающееся на практике выражение: "чем ниже температура конденсации, тем лучше"?

8. Каким уравнением описывается в данной математической модели работа конденсатора? Можно ли описать работу конденсатора в данной задаче другими уравнениями, если можно, то назовите их.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Оносовский В.В. Моделирование и оптимизация холодильных установок. – Л.: Ленинградский университет, 1990. – 206 с.

2. Курылев Е.С., Герасимов Н.А. Холодильные установки. – Л.: Машиностроение, 1980. – 622 с.

3. Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания холодильных машин: Справочник /Под ред. А.В. Быкова. – М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1984. – 248 с.

4. Курылев Е.С., Яновский СИ. Проектирование систем автоматизации холодильных установок: Учебное пособие. – Л.: ЛТИХП, 1983, – 91 с.

5. Методы математического моделирования и оптимизации теплоэнергетических установок / Г.Б. Левенталь, Л.С. Попырин и др. – М.: Наука 1972 –221 с.

6. Сергуткин С.В., Симашов Р.Р. Математические модели холодильных установок и их элементов. Часть 1. – Владивосток: Дальрыбвтуз, 1999. – 20 с.

7. Сергуткин С.В., Симашов Р.Р. Математические модели холодильных установок и их элементов. Часть 2. – Владивосток: Дальрыбвтуз, 1999. – 39 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П1

Коэффициенты теплопроводности материалов тепловой изоляции

N п/п	Материал	l, Вт/(м×К)
1	Пенополиуретан ППУ–ЭР	0,035
2	Пенополистирол ПСБ–С	0,042
3	Пенополистирол ПС–4	0,052
4	Плиты минераловатные	0,078
5	Плиты вермикулитовые	0,186

Таблица П2

Давление насыщенного водяного пара надо льдом
в зависимости от температуры

t s, оС	p s, Па	t s, оС	p s, Па	t s, оС	p s, Па	t s, оС	p s, Па	t s, оС	p s, Па
-50	3,866	-40	12,399	-30	37,33	-20	102,925	-10	259,445
-48	4,933	-38	15,865	-28	45,996	-18	124,656	-8	309,44
-46	6,266	-36	19,998	-26	56,395	-16	150,387	-6	368,102
-44	7,733	-34	24,665	-24	69,461	-14	180,918	-4	436,763
-42	9,866	-32	30,264	-22	84,793	-12	216,915	-2	517,156
								0	610,481

Таблица П3

Давление насыщенного водяного пара над водой
в зависимости от температуры

t s, оС	0	10	20	30	40	50
p s, Па	610,8	1227,1	2337	4241	7375	12335

Таблица П4

Характеристики изоляционных материалов

Тип изоляции	, Вт/(м К)	,руб/м3
Пенополиуретан ППУ–ЭР	0,035	1480
Пеноиолистерол ПСБ–С	0,042	760
Пенополистерол ПС–4	0,052	1280
Минераловатные плиты	0,078	440

Таблица П5

Характеристики испарительных конденсаторов

Показатели	ЭВАКО-200	ЭВАКО-400
Номинальная производительность при t к = 35°С, t м = 18оС и отсутствии накипи на поверхности тpyб, кВт	278	490
Характеристики основной секции:
диаметр труб (наружный), мм	42	42
число рядов труб по ходу воздуха	6	6
площадь теплопередающей поверхности основной секции, м2	64,8	117,3
Площадь теплопередающей поверхности форконденсатора, м2	27,0	40,5
Число вентиляторов	2	2
Тип вентилятора	Осевой ESZ -05-8-04	Осевой КL 8004
Объемный расход воздуха, м3/с (м3/ч)	9,2(33000)	18(65000)
Тип электродвигателя	VZP100 Lr4	VZP112M4
Установленная мощность электродвигателя, кВт	2,2	4,0
Частота вращения вала электродвигателя, об/мин	1440	1440
Объемный расход воды, подаваемой на орошение, м3/ч	40	80
Объемный расход добавляемой воды, м3/ч	0,60	1,2

 

	t o, o C
Рис. П1. Зависимость холодопроизводительности от температуры кипения и конденсации для компрессора П-220	Рис. П2. Зависимость эффективной мощности от температуры кипения и конденсации для компрессора П-220

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. 3

Моделирование тепловой изоляции холодного трубопровода при отсутствии конденсации влаги на его поверхности 3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. 8

Моделирование влажностного режима в холодильной камере хранения 8

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. 12

Моделирование равновесных режимов работы одноступенчатой аммиачной холодильной установки 12

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4. 18

Моделирование влияния характеристик тепловой изоляции ограждения холодильника на капитальные затраты при строительстве и на производство холода. 18

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5. 22

Моделирование совместной работы воздухоохладителей и компрессоров в составе холодильной установки 22

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6. 25

Моделирование совместной работы компрессоров и испарительных конденсаторов в составе холодильной установки 25

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.. 30

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 31