Обоснование и расчет проекта холодильной машины с поршневым компрессором холодопроизводительностью 20 кВт

Введение 3
Глава 1. Тепловой и конструктивный расчеты поршневого холодильного компрессора 4
1.1. Выбор схемы холодильной машины и рабочего вещества 4
1.2. Тепловой расчет поршневого компрессора паровой холодильной машины 5
1.3. Конструктивный расчет компрессора 7
1.4. Расчеты газового тракта в поршневом компрессоре 8
Глава 2. Динамические расчеты поршневого компрессора 13
2.1. Расчет сил и моментов, действующих на механизмы движения 13
2.1.1. Построение расчетной индикаторной диаграммы 13
2.1.2. Построение диаграммы суммарной свободной силы 15
2.1.3. Построение диаграммы суммарной тангенциальной силы 19
2.1.4. Построение диаграммы радиальных сил 21
2.2. Уравновешивание 24
2.3. Расчет маховика 25
Глава 3. Расчеты на прочность деталей поршневого компрессора 27
3.1. Расчет коленчатого вала по статическим нагрузкам 27
3.2. Расчет подшипников 31
3.3. Расчет подшипника на грузоподъемность 34
3.4. Расчет шатуна 36
4.1.1 Расчет стержня шатуна 36
4.1.2 Расчет поршневой головки шатуна 39
4.1.3 Расчет кривошипной головки шатуна 41
3.5. Расчет поршня 42
3.6. Расчет поршневого пальца 43
3.7. Расчет гильзы цилиндра 45
Глава 4. Расчеты теплообменных аппаратов 46
4.1. Конденсатор водяной горизонтальный кожухотрубный 46
4.1.1 Тепловой расчет конденсатора 46
4.1.2 Конструктивный расчет конденсатора 50
4.2. Испаритель горизонтальный кожухотрубный затопленного типа 51
4.2.1 Тепловой расчет испарителя 51
4.2.2 Конструктивный расчет испарителя 54
Глава 5. Автоматизация холодильной машины 56
5.1. Управление и защита компрессора от аварийных режимов работы 56
5.2. Защита конденсатора и испарителя от аварийных режимов работы 56
5.3. Автоматическая сигнализация 57
Заключение 59
Библиографический список 60
Список иллюстраций 61
Список таблиц 62

На рубеже веков техника низких температур проникла во все сферы деятельности человека. Без ее применения невозможно дальнейшее развитие цивилизации. О масштабах применения техники низких температур говорит тот факт, что доля потребления электроэнергии холодильным оборудованием, включая системы кондиционирования воздуха и бытовые холодильники, в общем энергобалансе развитых стран оценивается в 1520%.
Высокая энергоэффективность холодильных систем может быть обеспечена созданием и применением более экономичных компрессоров и теплообменных аппаратов, использованием соответствующих хладагентов, оптимизацией схемных решений, оптимальным регулированием работы систем холодоснабжения, комплексным применением холодильной техники и низкопотенциальной энергетики.
В данной работе рассмотрены методики, применяемые для расчета поршневого компрессора. Зная холодопроизводительность поршневого компрессора, при заданных температурных условиях его работы можно выбрать хладагент, тип компрессора, число цилиндров и его геометрические размеры.

Выбрана схема холодильной машины с регенеративным теплообменником, сальниковым компрессором, горизонтальным кожухотрубным водяным конденсатором и горизонтальным кожухотрубным испарителем затопленного типа. В качестве рабочего вещества использован хладон “R-134a”. Выполнен тепловой и конструктивный расчеты холодильного компрессора. Произведены динамические расчеты компрессора. Построены индикаторные диаграммы. Выполнены расчеты на прочность коленчатого вала, шатуна, поршня и поршневого пальца. Произведен расчет горизонтального кожухотрубного водяного конденсатора и горизонтального кожухотрубного испарителя затопленного типа. Разработана схема автоматизации холодильной машины, предусматривающей защиту компрессора от аварийных режимов работы, автоматическую подачу холодильного агента в испаритель.