Судовая провизионная камера для хранения овощей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное Бюджетное Образовательное учреждение высшего образования

"Мурманский государственный Технический Университет"

Кафедра Технологического и холодильного оборудования

Отчет по преддипломной практике

Судовая провизионная камера для хранения овощей

Студент: Образцов Е.Д.

Преподаватель: Ольга Алексеевна Голубева

Мурманск, 2020 г.

Компетенции

ОК-7 способность к самоорганизации и самообразованию

ПК-1 способность к систематическому изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки

ПК-2 умение моделировать технические объекты и технологические процессы с использованием стандартных пакетов и средств автоматизированного проектирования, готовностью проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом результатов

ПК-3 способность принимать участие в работах по составлению научных отчетов по выполненному заданию и внедрять результаты исследований и разработок в области технологических машинах и оборудования

ПК-4 способность участвовать в работе над инновационными проектами, используя базовые методы исследовательской деятельности

ПК-5 способность принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования

ПК-6 способность разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам

ДПК-1 готовность применять в профессиональной деятельности навыки социального взаимодействия и основы философских знаний в устной и письменной форме

Введение

Холодильные агенты и хладоносители

Охлаждающие рабочие тела делятся в основном на первичные - холодильные агенты и вторичные - хладоносители.

Холодильный агент под воздействием компрессора циркулирует через конденсатор и испарительную систему. Фрион, R22, 134a, 401.

Хладоносители применяются в крупных установках кондиционирования воздуха и в холодильных установках, охлаждающих грузы. В этом случае через испаритель циркулирует хладоноситель, который затем направляется в помещение, подлежащее охлаждению

Наиболее распространенным хладоносителем в больших установках является рассол - водный раствор хлористого кальция, к которому для уменьшения коррозии добавляют ингибиторы.

К хладагентам предъявляются следующие требования:

· безопасность в пожарном отношении и безвредность для здоровья обслуживающего персонала;

· коррозионная пассивность;

· максимальное холодильное действие, т. е. отнятие при испарении возможно большего количества теплоты;

· невысокое давление во время конденсации и давление, немного превышающее атмосферное, при испарении;

· не очень низкая критическая температура * (для предотвращения конденсации паров хладагента).

В качестве хладагентов в судовых холодильных установках используют различные жидкости и газы, способные кипеть при низких температурах с пониженным давлением: аммиак, фреон-12, фреон-22, углекислота и водоаммиачные растворы; процесс их кипения сопровождается поглощением теплоты.

Термодинамические, физико-химические и физиологические свойства хладагентов различны, что влияет на технико-экономические показатели холодильных установок. Рассмотрим кратко характеристики основных хладагентов. судовой холодильный рефрижераторный

Аммиак (NH3) - бесцветный ядовитый газ с острым запахом. Он сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. При концентрации от 16 до 25% по объему в смеси с воздухом образует взрывчатую смесь.

Фреон-12 (CCl2F2) - бесцветный газ с очень слабым специфическим запахом, очень огнеопасен. Курить или вносить открытый огонь в помещения фреоновых установок категорически запрещается. По своим физическим свойствам фреон-12 для человека достаточно безвреден, однако при больших концентрациях в воздухе может вызвать отравление и удушье.

Фреон-22 (CHClF2) по свойствам близок к фреону-12, однако более токсичен. Применение фреона-22 уменьшает массу и габариты установок, упрощает их эксплуатацию и облегчает внедрение автоматизации.

Углекислота (СО 2) - бесцветный газ без запаха, абсолютно неогнеопасный. Вызывает удушье при содержании в воздухе свыше 7% по объему. В настоящее время углекислоту в качестве хладагента не применяют из-за высокого давления конденсации.

Для каждого газа существует определенная температура, выше которой, несмотря на применение сколь угодно высокого давления, он не может быть переведен в жидкое состояние. Эта температура называется критической, а давление, необходимое для сжижения при этой температуре, - критическим.

Принцип действия судовой холодильной установки

Принцип действия холодильной установки показан на рисунке 2. Пары хладагента, имеющие низкие давление и температуру, всасываются компрессором и сжимаются до 0,6 - 0,8 МПа, при этом температура превысит температуру забортной воды, применяемой для охлаждения конденсатора. В конденсаторе тепло хладагента забирается протекающей забортной водой, за счет чего сжижаются пары хладагента при постоянных температуре и давлении. Жидкий хладагент после конденсатора попадает в расширительный клапан, где его давление снижается. Одновременно происходит резкое снижение температуры, и хладагент из жидкости превращается в пар с очень большим влагосодержанием. После выхода из расширительного клапана хладагент испаряется в испарителе и забирает из рефрижераторной камеры требующееся для этого тепло. Для обеспечения лучшей циркуляции воздуха, способствующей более интенсивному теплообмену, в испарительной камере устанавливают вентилятор. Он забирает воздух из рефрижераторной камеры и снова нагнетает туда воздух, охлажденный в испарительной камере.

Рисунок 2 - Принцип действия судовой холодильной установки

Элементы судовой холодильной установки

Компрессор предназначен для сжатия и нагнетания в конденсатор паров хладагента.

В качестве недостатков двухступенчатого компрессора можно выделить лишь высокое давление, влекущее за собой увеличение температуры нагрева основных рабочих частей компрессора, но эта проблема не столь существенна, если компрессорное оборудование установлено в хорошо проветриваемом помещении.

Принцип действия этого компрессора во многом схож с работой поршневого воздушного компрессора. Для обеспечения низких температур компрессор может выполняться двухступенчатым. Имеются конструкции, предусматривающие перевод компрессора из режима одноступенчатого в режим двухступенчатого сжатия в зависимости от потребности.

При сжатии паров происходит повышение не только давления, но и температуры.

На рисунке 3 показан вертикальный двухцилиндровый компрессор ФВ-12 (Ф - фреоновый, В - вертикальный). В блоке картера 18 запрессованы втулки 16 цилиндров. На цилиндрах и верхней крышке 13 имеются охлаждающие ребра 14. Коленчатый вал снабжен противовесами 17 и опирается на два шариковых подшипника, один из которых запрессован в картере, а второй в корпусе 23 подшипника. Поршни 8 имеют уплотнительные 9 и маслосъемные 7 кольца. Поршневые пальцы пустотелые, плавающие, от продольного смещения удерживаются кольцевыми пружинами, вставленными в выточки бобышек поршня. Шатуны выполнены с разъемной нижней и неразъемной верхней головками. В нижние головки вставлены вкладыши, залитые баббитом. Всасывающие клапаны 10 расположены в днище поршня, а нагнетательные 12 - на клапанной плите 11.

Рисунок 3 - Компрессор ФВ-12

При работе компрессора пар фреона засасывается из испарителя через всасывающий вентиль компрессора, проходит через сетчатый фильтр, помещенный в корпусе блока цилиндров, и через отверстия 15 в цилиндровых втулках поступает в пространство под днищем поршня. При движении поршня вниз пары фреона через всасывающие клапаны 10 перепускаются в рабочую полость цилиндра, а при движении поршня вверх сжимаются. Затем через нагнетательные клапаны 12 и нагнетательный вентиль они выталкиваются в конденсатор.

Смазка компрессора принудительная. Шестеренный масляный насос 4 установлен в проставке 24, закрывается крышкой 25 и навешен на коленчатый вал компрессора. Он забирает масло из картера через приемный фильтр 1, подает в полость 3 и далее по отверстию коленчатого вала - к подшипникам кривошипа. Смазка верхних головок шатунов осуществляется разбрызгиванием. Одновременно от масляного насоса 4 по наружной трубе масло подается через отверстие 19 в корпусе 22 сальника. В сальнике 20, который закрывается крышкой 21, давление контролируется манометром 6, снабженным запорным клапаном 5. Для спуска масла из картера имеется вентиль 2. Масло, захваченное агентом испарителя, стекает в картер.

Всасывающие клапаны (рис. 4) компрессора представляют собой ленточные пластины 1, расположенные между седлом 2 и направляющей розеткой 3. Число лент равно числу рядов сквозных отверстий 5. Каждая лента полностью перекрывает свой ряд отверстий. При ходе поршня вниз под действием разности давлений и сил инерции ленточные пластины 1 прогибаются вверх в сферических прорезях 4 розетки 3, и пары фреона поступают в рабочую полость цилиндра в направлении, показанном стрелками. При ходе поршня вверх под действием разности давлений и сил инерции пластины опускаются на седло 2, плотно закрывая проходные отверстия 5. Нагнетательные клапаны выполнены круглыми, стальные пластины нагружены легкой пружиной. При ходе поршня вверх (под действием давления из цилиндра) пластины поднимаются, сжимая пружину и пропуская пары агента из полости цилиндра через отверстия в клапанной решетке в полость нагнетания. При обратном ходе поршня пластины опускаются на свои седла под действием разности давлений и усилия пружины. Седлами нагнетательных клапанов служат кольцевые пояски на клапанной решетке.

Рисунок 4 - Ленточные всасывающие клапаны.

Сальник с графитометаллическими кольцами и масляным затвором показан на рисунке 5. Стальные кольца 1 укреплены в корпусе и крышке сальника. Вместе с валом компрессора вращаются резиновые кольца 6 и плотно надетые на них обоймы 4 с запрессованными в них графитными кольцами 5. Пружина 7 распирает обоймы 4, прижимая вращающиеся кольца 5 к неподвижным стальным кольцам 1. Рабочие поверхности колец тщательно притерты по плите. Масло, подаваемое насосом через отверстие 3, смазывает трущиеся части и создает масляный затвор, увеличивающий герметичность сальника. Избыток масла по каналу 2 стекает в картер.

Рисунок 5 - Сальник с графитометаллическими кольцами и масляным затвором.

Конденсаторы

Большинство конденсаторов выполняются кожухотрубными и охлаждаются водой. Здесь видно, что холодильный агент проходит снаружи трубок, а охлаждающая вода движется внутри них. В конденсаторе, охлаждаемом забортной водой, предусматривается двухходовое движение воды.

У конденсаторов, имеющих длину 3 м и более, предусматривают двойной выход жидкого агента, с тем, чтобы обеспечить бесперебойное поступление жидкости в систему во время качки судна.

В конденсаторах холодильной установки происходит передача теплоты от холодильного агента забортной воде или воздуху. Соответственно различают конденсаторы с водяным и воздушным охлаждением.

Холодильный агент, поступающий в конденсатор в состоянии перегретого пара, в результате отдачи теплоты забортной воде (воздуху) охлаждается до состояния сухого насыщенного пара и затем конденсируется. В некоторых конденсаторах предусматривается также переохлаждение жидкого холодильного агента. Наибольшее распространение на морских судах получили кожухотрубные конденсаторы. Такой конденсатор состоит из стального круглого корпуса, к которому приварены с двух сторон трубные доски с отверстиями для трубок; в отверстия устанавливают трубки, концы которых развальцовывают (либо приваривают) в трубных досках. На корпусе закреплены крышки с перегородками, которые изменяют направление воды, протекающей по трубкам, что улучшает условия охлаждения паров фреона. Конденсатор снабжен предохранительным клапаном.

Применяют также кожухозмеевиковые конденсаторы. Вода в них прокачивается по змеевику, расположенному в корпусе; оба конца змеевика укреплены в одной трубной доске. Такая батарея вводится внутрь корпуса, и корпус закрывается крышкой.

Испарители

Для охлаждения рассола (воды) в судовых холодильных установках применяют испарители. Значительное распространение на судах получили испарители ИРСН-12,5 (испаритель ребристый сухой настенный), у которых наружная поверхность охлаждения (с учетом ребер) составляет 12,5 м 2 (рис. 6). Жидкий фреон после регулирующего вентиля поступает в испаритель через верхний штуцер, пары фреона отсасываются компрессором через нижний штуцер. В испарителях с верхней подачей жидкого фреона отсутствует ярко выраженный уровень жидкости, поэтому они называются сухими. Испаритель состоит из 12 медных труб диаметром 18 мм, соединенных таким образом, что фреон, поступивший в испаритель, проходит последовательно через все трубы. Для увеличения поверхности испарителя на теплообменные трубки надеты с интервалом 12,5 мм латунные ребра толщиной 0,4 мм.

Рисунок 6 -Испаритель ИРСН-12,5.

Испарители делятся на два вида: испарители непосредственного охлаждения, в которых холодильный агент охлаждает непосредственно воздух, и кожухотрубные, в которых холодильный агент охлаждает хладоноситель.

Простейшим испарителем непосредственного охлаждения является пучок трубок с увеличенной поверхностью благодаря их ребрам. Холодильный агент кипит в трубках и охлаждает воздух, который прогоняется снаружи вентилятором, обеспечивающим циркуляцию воздуха.

Вспомогательное оборудование

Маслоотделитель устанавливается на стороне нагнетания компрессора и является обязательной частью агрегатов с винтовыми компрессорами. Маслоотделитель служит для отделения частиц масла, увлекаемого хладагентом из компрессора.

Осушители холодильного агента обязательно используются во фреоновых установках для удаления влаги, оказавшейся в системе. Осушитель применяют во фреоновых холодильных установках для осушения хладагента от влаги, чтобы предотвратить возможность образования ледяных пробок в ТРВ при понижении температуры хладагента.

Жидкостный ресивер может включаться в состав установки по следующим соображениям: являясь дополнительной емкостью, он, во-первых, создает резерв холодильного агента в системе, необходимый для работы установки в различных режимах; во-вторых, обеспечивает хранение агента, когда необходимо откачать его из системы.

В малых установках откачиваемый из системы холодильный агент обычно собирают в конденсатор.

Фильтры предназначены для улавливания механических примесей и грязи из циркуляционного хладагента. Фильтрующим элементом служит мелкая латунная сетка или прокладочное сукно.

Теплообменник применяют для переохлаждения жидкого хладагента и увеличения перенагрева паров, всасываемых компрессором. Это увеличивает экономичность установки и обеспечивает сухой ход компрессора.

Выбор и обоснование системы охлаждения провизионной камеры судна

Выбор системы охлаждения имеет большое значение. От неё зависит сохранность и усушка груза, расход энергии на еденицу перевозимой продукции, безопасность перевозки, эффективность использования грузового объема и т. д.

Перспективным считается использование холодильных машин для опреснения забортной воды путем вымораживания из нее кристаллов пресного льда. Во всякой холодильной установке рабочий хладагент, отнимая теплоту от охлаждаемого тела или помещения, сам при этом нагревается и затем отдает ее воде, которая, разумеется, должна иметь температуру более низкую, чем температура нагревшегося хладагента. Таким образом, холодильную установку можно сравнить с тепловым насосом, который "перекачивает" теплоту из охлаждаемого помещения в окружающую среду.

Для провизионных камер судна экономически выгоднее использовать воздушную систему охлаждения с непосредственным испарениям хладагента в испарительных батареях. Так как системы с промежуточным хладоносителем имеют более низкую экономичность по сравнению с системой непосредственного охлаждения: теплопередача осуществляется дважды - от воздуха к рассолу и от рассола к хладагенту. Поэтому при прочих равных условиях общий перепад температуры между грузом и испаряющимся холодильным агентом возрастает и составляет 11 - 12°С, что ухудшает экономические показатели работы компрессора и повышает его размеры. Кроме того, возрастают расходы на привод рассольных насосов.

Системы с промежуточным хладоносителем также имеют низкую холодоотдчу холодоносителя, что предопределяет большие массогабаритные показатели рассольных систем.

Воздушная система охлаждения получила широкое распространение на транспортных и производственных рефрижераторах, в особенности при использовании фреоновых холодильных машин. Особенно предпочтительна эта система для рефрижераторов, перевозящих дышащие грузы (фрукты, овощи).

Воздушная система охлаждения, обслуживаемая холодильными машинами на фреоне-R-22, наилучшим образом обеспечивает повышение технико-экономических показателей производственных и транспортных рефрижераторов.

Циркуляция охлажденного воздуха в камерах обеспечивается вентиляторами, прогоняющими воздух через воздухоохладители непосредственного охлаждения.

Значительно меньшие масса и габариты приборов охлаждения существенно увеличивают полезный объем камер.

Система воздушного охлаждения по сравнению с системой батарейного ("тихого") охлаждения имеет ряд преимуществ и недостатков, взаимное влияние которых учитывается при технико-экономическом анализе сравниваемых систем. Преимущества воздушной системы: значительно меньшая металлоемкость, большая долговечность, более удобная эксплуатация, повышенная грузовместимость при прочих равных условиях. Все эти факторы уменьшают амортизационные отчисления, эксплуатационные расходы и улучшают провозную способность судна. При наличии воздушной системы периодически проводящиеся оттайки воздухоохладителей позволяют более эффективно использовать производительность холодильной машины в то время как при "тихом" охлаждении слой инея, нарастающий за весь период рейса, существенно ухудшает эффективность охлаждающих батарей и приводит к снижению холодильного коэффициента мапгины с соответствующим увеличением энергозатрат. К недостаткам воздушной системы относятся: повышенная холодопроизводительность установки, связанная с необходимостью компенсации дополнительных теплопритоков эквивалентных мощности вентиляторов и несколько большая усушка продукта связанная с более интенсивным тепло- и массообменом.

Технико-экономические анализы воздушных систем охлаждения показывают преимущества этих систем перед система батарейного охлаждения, в связи с чем воздушная система охлаждения считается наиболее прогрессивной и перспективной. Это подтверждается наличием такой установки на современном судне, каким является большой десантный корабль "Иван Грен".

Заключение