Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Эксплуатация судовых энергетических установок»
Н- C - H Cl - C - Cl F - C - Cl F - C - F
жүктеу/скачать 1.87 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Рисунок 2.4 – Диаграмма «удельная энтальпия - давление»
Н- C - H Cl - C - Cl F - C - Cl F - C - FH Cl Cl Cl метан R11 R12 R13 Первая буква в марке хладона R - общая для всех. Цифры в марках расшифровываются следующим образом: последняя цифра определяет число замещенных атомов водорода атомами фтора в углеводородной исходной молекуле; первая цифра в двухзначном выражении или две первые цифры в трехзначном числовом выражении есть исходная цифра (для метановой основы это 1, для этановой -11, для пропановой - 21 и т.д.) плюс число незамещенных атомов водорода. Так, для хладона R12 получается формула , поскольку по вышеприведенной схеме этот двухзначный номер говорит о метановой основе, а последняя цифра 2 - о том, что два атома водорода в молекуле метана замещены атомами фтора, а оставшиеся атомы водорода замещены атомами хлора. Хладон R143 получен из этана ; следовательно, первые две цифры образованы из исходной 11 плюс три незамещенных атомов водорода, а последняя цифра говорит о том, что три атома водорода замещены атомами фтора. Таким образом, химическая формула этого хладона - . Существуют хладоны, в которых атомы хлора замещаются атомами брома, тогда к обычному определяющему числу добавляется буква В и цифра, показывающая, сколько в молекуле атомов брома. Например, трифторбромметан обозначается так: . Хладагентам неорганического происхождения присваиваются номера, соответствующие их молекулярной массе, увеличенной на 700. Например, по этой маркировке аммиак имеет обозначение R 717, вода - R 718. Хладагенты с маркировкой типа R501, R503, R404 и т.п. - это азеотропные смеси хладонов с углеводородной основой, не изменяющие своего состава (не разделяющиеся на исходные) в процессах ПКХМ. Все хладоны с углеводородной основой не имеют запаха, плохо растворяют воду, инертны к металлам, но активно воздействуют на резину. Хладоны, не содержащие водородных атомов, в смеси с воздухом негорючи и невзрывоопасны и порой применяются даже для тушения пожаров. Пары хладонов значительно тяжелее воздуха, они не токсичны, но при значительной их концентрации в воздухе (более 25%) у человека может наступить удушье из-за недостатка кислорода. Хладоны обладают чрезвычайной текучестью, они могут проникать через малейшие неплотности, поэтому к герметизации элементов холодильных машин предъявляются повышенные требования. Наиболее распространенными являются хладоны R12 и R22 Хладон R12 – бесцветный, нетоксичный, невоспламеняющийся, не раздражающий и взрывобезопасный газ, он более чем в 4 раза тяжелее воздуха, не проводит электрического тока, хорошо растворяет масло и растворяется в нем. Растворимость воды в этом хладагенте очень мала. Температура кипения его при нормальном давлении составляет минус 29,8 С. Х Рисунок 2.4 – Диаграмма «удельная энтальпия - давление»ладон R22 имеет более низкую по сравнению с R12 нормальную температуру кипения при нормальном давлении – минус 40,8 С. Он почти в три раза тяжелее воздуха.Высокая удельная объемная холодопроизводительность (на 50-70 больше, чем у R12) позволяет уменьшить габариты и массу компрессоров. Этот хладон в сравнении с R12 значительно хуже растворяет масло и заметно лучше – воду. Обезвоженные вышеназванные хладоны инертны почти ко всем металлам, но в увлажненном состоянии корродируют большинство металлов из-за образования в них кислот и оснований. Растворяя многие органические вещества, хладоны вызывают набухание резиновых прокладочных деталей, и поэтому в холодильных машинах применяются специальные марки резины. В качестве прокладочных материалов применяют также фторопласт и паронит. Более подробно о свойствах хладагентов изложено в [2,5]. Расчеты, связанные с циклами холодильных машин, обычно выполняют с помощью диаграмм P - i , разработанных для каждого применяющегося хладагента. На этих диаграммах (рисунок 2.4) нанесены: пограничные линии х=0 и х=1, линии равных сухостей , изотермы , изохоры и адиабаты При построении диаграмм отсчет значений энтропии ведется от 0 °С. Удобность использования именно этих диаграмм заключается в том, что для изобарных процессов кипения и конденсации, происходящих в испарителе и конденсаторе ПКХМ, теплота определяется как разность энтальпий конца и начала процесса непосредственно по диаграмме. По разности энтальпий адиабатного процесса сжатия определяется и работа компрессора. В настоящее время ведутся научно-исследовательские работы по созданию безвредных для окружающей среды холодильных агентов, которые должны заменить аммиак и фторхлорсодержащие хладоны. В соответствии с международной Монреальской конвенцией, которую подписала и Россия, к озоноразрушающим веществам отнесены хладоны R12, R22 и R142, которые широко используются в холодильной технике, выпускаемой в нашей стране. С 1995 года запрещен выпуск холодильного оборудования с хладагентом R12. Запрещено испрользование хладагента R22 с 2015 года. В качестве альтернативных хладагентов предполагается использовать пропан, хладон R 134а, хладон R 404а и др. 2.4 Промежуточные хладоносители При отрицательных температурах кипения хладагента в качестве жидких хладоносителей для систем с промежуточными хладоносителями применяют водные растворы солей хлористого кальция и хлористого натрия , водный раствор этиленгликоля, хладон R 30 и ряд других веществ с низкой температурой затвердевания. В системах кондиционирования воздуха при положительных температурах в испарителе в качестве промежуточного хладоносителя применяется вода. На рисунке 2.5 показана диаграмма растворимости водного раствора хлористого кальция. На этой диаграмме кр - концентрация раствора (%), равная ; где - масса соли; - масса воды. По оси ординат указывается температура начала затвердевания раствора - . Температурой начала затвердевания является предельная температура, при которой начинается выпадение одного из компонентов раствора - кристаллов льда или соли. Раствор затвердевает полностью в виде эвтектической смеси только после достижения температуры и концентрации КР, соответствующей эвтектической точке Э. Левее этой точки расположена область ненасыщенного раствора, а правее - насыщенного. Рисунок 2.5 - Диаграмма растворимости CaCl2 в воде Рабочая зона концентраций находится над линиями L-Э-С. Левее линии L-Э происходит выпадение кристаллов льда, в результате чего концентрация незамерзающего раствора увеличивается, правее линии С-Э выпадают кристаллы соли, из-за чего концентрация оставшейся жидкости уменьшается. Во избежание вымораживания льда из рассола и образования ледяной корки в трубах испарителя концентрация рассола должна быть такой, чтобы температура его затвердевания была на 6-10 °С ниже температуры кипения хладона в испарителе. Рассолы из-за содержания в них кислорода корродируют трубы и оборудование, поэтому контактирующие поверхности защищают краской или специальными покрытиями, используя при этом цинкование, лужение или нанесение полимерных покрытий. Кроме того, для защиты труб от коррозии применяют цинковые пластины - протекторы. С этой же целью в рассолы добавляют каустическую соду, хроматы натрия или калия. Водный раствор этиленгликоля применяемый в качестве промежуточного хладоносителя – бесцветная, вязкая жидкость, не имеющая запаха и сладковатая на вкус. Он пожароопасен и токсичен при попадании внутрь организма человека. В отличие от рассолов он практически не вызывает коррозии металлов. 2.5 Осушители, фильтрующие материалы и смазочные масла Так как с влажным воздухом, некачественным хладагентом или маслом в систему холодильной установки может попасть вода, которая при замерзании в низкотемпературной области способна вывести агрегат из строя, в системе предусмотрены специальные влагопоглотительные фильтры, обычно устанавливаемые перед дроссельным клапаном. В качестве адсорбентов (твердых поглотителей влаги) используются в гранулированном виде: синтетический цеолит (силикат алюминия натриевой группы), силикагель , алюмогель и другие. Насыщенный водой цеолит периодически регенерируется прокаливанием при температуре 400 - 500 °С, силикагель - при 180 - 200 °С, алюмогель - при 300 - 350 ° С. Для очистки от механических примесей (ржавчины, окалины, продуктов износа) применяются фильтры из мелкоячеистой латунной или стальной сетки, а также из сукна, асбестовой ткани, войлока и других материалов. Холодильные масла должны иметь низкую температуру застывания (меньше минус 25С), высокую температуру вспышки (125С) и обладать необходимой вязкостью ( ). В судовых ПКХМ, работающих на хладоне R12, применяются минеральные масла ХМ12-16 и ХМ12-18. При использовании хладона R22 применяют минеральные масла ХМ-22-24, ХА-30 и синтетическое ХФ22с-16. Применяются и считаются более перспективными синтетические масла ХС-25, ХС-40, ХС-50 и ХСН-40. Важное значение имеет способность смазочных масел растворяться в хладагенте или поглощать пары хладагента. От того, как вспенивается масло (при изменении давления и резком выделении хладона), как оно переносится с парами хладагента и как влияет на теплопередачу в испарителе и конденсаторе, зависит конструктивное исполнение и условия эксплуатации ПКХМ. жүктеу/скачать 1.87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|