Холодильная техника. Криогенная техника (Бытовые холодильники - см. 641.546)

В настоящем учебном пособии изложены основные сведения о процессах, протекающих в теплообменных аппаратах низкотемпературных установок и систем термостатирования. В первой части пособия приведены общие сведения об особенностях расчета процессов теплообмена и гидродинамики в высокоэффективных теплообменных аппаратах, а также зависимости, необходимые для проектирования аппаратов трубчатого и пластинчато-ребристого типов. Во второй части пособия аналогичные сведения представлены для проектирования теплообменных аппаратов матричного типа.

Содержит материал для проведения практических занятий по термодинамике и теоретическим основам холодильной техники. Включает теорию термодинамических процессов, задания и пояснения к порядку их выполнения. Рассмотрены отдельные термодинамические процессы, идеальный цикл паровой холодильной машины в диаграммах T−s и lg p−h, энергетические потери, различные варианты теоретических циклов, термоэлектрический эффект.

Рассмотрено использование метода Стокса для определения зависимости коэффициента вязкости хладоносителя от температуры.

Для самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлению «Теплотехника и теплоэнергетика» (магистерская программа «Энергетика теплотехнологии») очной и заочной форм обучения. Содержит краткий курс лекций, контрольные вопросы, тестовые задания. Включает задания для контрольной работы по дисциплине «Основы трансформации теплоты».

При проектировании холодильных установок множественные повторяемые расчеты, выполняемые с целью выбора рационального проектного решения, можно проводить в прикладном математическом пакете MathCAD. Примеры проведения подобных расчетов приведены в настоящем пособии на основании опубликованных в технической литературе для инженеров методик расчета. Настоящее пособие предназначено для подготовки по специальности 141200.62 - «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения»; квалификация (степень) выпускника – бакалавр. Возможно использование в практике проектирования при введении в программы действующих цен оборудования и электроэнергии.

Рассмотрены основные понятия физического эксперимента, планирование и обработка результатов экспериментальных исследований, а также методы и средства измерения давления, температуры и расхода.

Представлены методики термогазодинамического расчета криогенного радиально-осевого турбодетандера, лабиринтных уплотнений и осевого усилия. Рассмотрен метод подбора различных нагрузочных устройств.

Представлены описания абсорбционных холодильных машин. Рассмотрены области применения холодильных машин и их основные параметры, а также типы и конструктивные схемы холодильных машин, конструкции их основных аппаратов. Изложены методики расчета циклов холодильных машин и их основных аппаратов. Приведены описания выполнения домашних заданий, посвященных указанным расчетам.

Приведены примеры расчета термодинамической эффективности циклов работы трех установок сжижения природного газа. Показана общая последовательность определения дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в различных элементах рассмотренных технологий ожижения природного газа.

Представлена методика термогазодинамического и конструкторского расчета центробежного одноступенчатого нагнетателя. Приведен расчет диффузора и улитки ступени нагнетателя.

Дано описание лабораторного стенда для испытания воздушного нагнетателя диагонального типа, работающего в составе системы кондиционирования воздуха летательных аппаратов. Представлена методика пересчета рабочей характеристики нагнетателя, работающего при переменных параметрах и на различных веществах.