ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический
университет"
Кафедра физики твердого тела
Методические указания
к лабораторным работам
по курсу «Теоретические основы холодильной техники»
для студентов направления 140700.62 «Ядерная энергетика
и теплофизика»
(профиль «Техника и физика низких температур»)
очной формы обучения
Воронеж 2015
Составитель канд. физ.-мат. наук О.В. Калядин
УДК 621.59
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теоретические основы холодильной техники» для студентов направления 140700.62 «Ядерная энергетика и теплофизика» (профиль «Техника и физика низких температур») очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. О.В. Калядин. Воронеж, 2015. 56 с.
Методические указания содержат теоретическую часть к каждой лабораторной работе, описание лабораторных установок, методику выполнения работы и контрольные вопросы
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2007 и содержатся в файле Мет. Лаб. (ТОХТ).docx.
Ил. 22. Библиогр.: 2 назв.
Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. В. А. Юрьев
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. Ю.Е. Калинин
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015
Лабораторная работа №1 Поршневые герметичные компрессоры
Цель работы: Ознакомление с конструкцией поршневых герметичных компрессоров ДХ-1010, ФГ-0.1 и изучение их принципа действия, схемы головки цилиндра и смазки.
Содержание работы: Во время лабораторной работы студенты в криогенной лаборатории ВГТУ изучают устройство и принцип действия отдельных узлов герметичных компрессоров ДХ-1010 и ФГ-0.1, их назначение и основные параметры, осуществляют разборку и сборку компрессоров под надзором преподавателя и знакомятся с системой смазки и клапанным механизмом.
Теоретическое введение: Нагнетательные машины предназначены для повышения давления и перемещения рабочего тела. Назначение и наименование нагнетательных машин определяются прежде всего, сжимаемостью рабочего тела. Машины, работающие на практически несжимаемых рабочих телах (насосы и вентиляторы) выполняют в основном функцию перемещения. Машины, работающие на сжимаемом рабочем теле (компрессоры) повышают давление рабочего тела и обеспечивают его циркуляцию в установке.
Компрессоры холодильных машин по принципу действия подразделяются на поршневые, мембранные, ротационные, центробежные (турбокомпрессоры) и винтовые. Во всех типах компрессоров (кроме центробежных) пар сжимается в результате уменьшения его объема: при движении поршня, прогибе мембраны, вращении ротора или зацеплении двух винтов (зуб одного входит во впадину другого). В центробежных компрессорах пар сжимается под действием центробежной силы, которая возникает при вращении лопаток, отбрасывающих пар от центра колеса к периферии. С большой скоростью пар поступает в расширяющийся диффузор, где его скорость снижается, а давление повышается. Эти компрессоры применяют только для крупных машин.
Наиболее распространены поршневые машины. Процесс сжатия в них осуществляется в цилиндре в результате возвратно-поступательного движения поршня и изменении в результате этого рабочего объема цилиндра.
В малых (бытовых и торговых) холодильных машинах как правило используют герметичные компрессоры. В них ротор двигателя расположен непосредственно на валу компрессора. Двигатель и компрессор собраны в одном стальном штампованном кожухе, сваренном из двух половин. Отсутствие сальника повышает надежность машины. Более крупные герметичные компрессоры выполняют с литым разъемным кожухом. В отличие от малых герметичных компрессоров со штампованным кожухом их называют бессальниковыми. Охлаждение обмотки электродвигателя парами хладагента, поступающего из испарителя, позволяет уменьшить его размеры.
Холодопроизводительность герметичных компрессоров составляет от 175 до 3000 Вт.
В бытовых отечественных холодильниках наиболее широко использовалось два типа герметичных компрессоров, выпускаемых нашей промышленностью: ДХ и ФГ. Продолжительное время во всех бытовых холодильниках устанавливали однотипный герметичный компрессор ДХ-1010 - одноцилиндровый, поршневой, непрямоточный, с кривошипно-шатунным механизмом и горизонтально расположенным валом, частота вращения вала 1500 об/мин, мощность 160 Вт.
Позже начали применять еще один герметичный мотор-компрессор ФГ-0,100, существенно отличающийся от вышеописанного. Компрессор ФГ-0.100 - одноцилиндровый, непрямоточный с кулисным механизмом и вертикально расположенным валом. Частота вращения вала 3000 об/мин.
Мотор-компрессоры типов ДХ и ФГ можно внешне отличить по подвеске (рис. 1.1). В мотор-компрессоре ДХ компрессор и двигатель закреплены жестко в кожухе, подвешенном (или опирающемся) на раме и пружинах.
Рис. 1.1. Мотор-компрессоры: а - с внутренней подвеской в кожухе, б - с наружной подвеской кожуха на двух пружинах; в - с наружной подвеской кожуха на четырех пружинах
Компрессор и двигатель мотор-компрессора ФГ подвешены на пружинах внутри кожуха, а кожух жестко закреплен на раме. Кроме внешнего различия (по подвеске) эти компрессоры и двигатели отличаются также своей конструкцией.
Компрессор и электродвигатель агрегата соединены общим валом и заключены в герметичный кожух.
Компрессор обеспечивает циркуляцию холодильного агента в системе агрегата. Он определяет работоспособность холодильника, его экономичность и производительность. В бытовых холодильниках установлен одноцилиндровый компрессор поршневого типа, который приводится в движение электродвигателем.