Учебное пособие подготовлено на кафедре «Металлообрабатывающие станки и комплексы», написано в соответствии с государственными требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню
подготовки выпускников высших учебных заведений по программе
дисциплины «Теоретические процессы бытовых машины и приборов»
специальности 150408 «Бытовые машины и приборы» и предназначено
для студентов специальности 150408 при изучении курса «Теоретические процессы бытовых машин и приборов». <...> Силы инерции в поршневом компрессоре и их уравновешивание ....... 75 <...> Объектами профессиональной деятельности инженера, получившего образование по специальности 150408 «Бытовые машины
и приборы», являются бытовые машины и приборы, способы и методы их проектирования, производство, отладка, сервисное и эксплуатационное обслуживание. <...> Холодильная машина – это замкнутая система, состоящая
из аппаратов и устройств, предназначенных для осуществления холодильного цикла. <...> Холодильная установка включает в себя холодильную машину, приборы автоматики, трубопроводы и сооружения, необходимые для проведения технологических процессов. <...> Оно применяется с
участием охлаждаемой среды (воздуха камеры с продуктами, воды –
при получении льда. <...> Для непрерывности охлаждения необходимо
поддержание определенной разности температур между охладителем и охлаждаемой средой. <...> Искусственными источниками холода для поддержания в
охлаждаемом объекте температуры ниже температуры окружающей
среды служат холодильные машины. <...> Машинное охлаждение основано на свойстве жидких холодильных агентов кипеть при низкой температуре с поглощением
теплоты из охлаждаемой среды. <...> Холодильная машина – это комплекс устройств,
необходимых для осуществления замкнутого кругового процесса
перехода холодильного агента из одного состояния в другое. <...> В результате теплообменов в охлаждаемой среде создается и поддерживается температура ниже температуры окружающей <...>
«Теоретические_процессы_бытовых_машин_и_приборов».pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ПГУ)
а. Д. лЦкЙЦЦЗД
нЦйкЦнауЦлдаЦ икйсЦллх
ЕхнйЗхп еДтаз а икаЕйкйЗ
м˜В·МУВ ФУТУ·ЛВ
Пенза
Издательство ПГУ
2012
Стр.1
УДК 921.3
С32
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор
кафедры «Технология машиностроения»
Пензенского государственного университета
В. А. Скрябин;
кандидат технических наук, доцент,
начальник бюро станков с ЧПУ ОАО «Пензадизельмаш»
А. П. Жук
Сергеева, И. А.
С32
Теоретические процессы бытовых машин и приборов :
учеб. пособие / И. А. Сергеева. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2012. – 156 с.
ISBN 978-5-94170-504-7
Рассмотрены теоретические основы бытовых машин и приборов,
принципы выбора и расчета их элементов, особенности конструкции,
эксплуатации и технического обслуживания.
Учебное пособие подготовлено на кафедре «Металлообрабатывающие
станки и комплексы», написано в соответствии с государственными
требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню
подготовки выпускников высших учебных заведений по программе
дисциплины «Теоретические процессы бытовых машины и приборов»
специальности 150408 «Бытовые машины и приборы» и предназначено
для студентов специальности 150408 при изучении курса «Теоретические
процессы бытовых машин и приборов».
УДК 921.3
ISBN 978-5-94170-504-7
2
© Пензенский государственный
университет, 2011
Стр.2
лйСЦкЬДзаЦ
Введение .................................................................................................................... 5
Глава 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МАШИН
И АППАРАТОВ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК .................................. 7
1.1. Физические основы получения низких температур .................................. 8
1.1.1. Параметры состояния тела ................................................................. 13
1.1.2. Охлаждение за счет фазовых превращений веществ ........................ 14
1.1.3. Охлаждение дросселированием (эффект Джоуля–Томсона) ............ 18
1.1.4. Охлаждение расширением газа
с совершением внешней работы ..................................................................... 18
1.1.5. Охлаждение с помощью вихревого эффекта
(эффект Ранка–Хильша) .................................................................................. 19
1.1.6. Термоэлектрическое охлаждение (эффект Пельтье) ........................ 20
1.1.7. Охлаждение с помощью абсорбционной холодильной машины ......... 22
1.1.8. Холодильный цикл работы
компрессионной холодильной машины ............................................................. 23
1.2. Хладагенты ...................................................................................................... 31
1.2.1. Термодинамические диаграммы ............................................................ 31
1.2.2. Хладагенты бытовых холодильников ................................................... 34
1.2.3. Особенности термодинамики смесей хладагентов ............................ 43
1.3. Вириальное уравнение Боголюбова–Майера ........................................... 46
1.4. Холодильный цикл работы бытового холодильника ............................. 47
1.4.1. Теоретический и реальный цикл охлаждения ...................................... 50
1.4.2. Оценка эффективности цикла охлаждения ........................................ 55
1.5. Конструкции холодильных машин ............................................................. 55
1.5.1. Работа холодильного агрегата ............................................................. 55
1.5.2. Компрессор .............................................................................................. 57
1.5.3. Динамика поршневого компрессора ...................................................... 72
1.5.4. Силы инерции в поршневом компрессоре и их уравновешивание ....... 75
1.5.5. Расчет маховика ..................................................................................... 85
1.5.6. Электродвигатель .................................................................................. 94
1.5.7. Конденсатор ........................................................................................... 95
1.5.8. Испаритель ............................................................................................ 105
1.5.9. Капиллярная трубка ............................................................................. 112
1.5.10. Фильтр ................................................................................................. 113
1.5.11. Адсорбенты ......................................................................................... 114
1.5.12. Осушительный патрон ...................................................................... 115
1.5.13. Индикатор влажности ...................................................................... 117
3
Стр.3
Глава 2. ПРИБОРЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ
МИКРОКЛИМАТА – КОНДИЦИОНЕРЫ .............................................. 119
2.1. Схема компрессионного цикла охлаждения ........................................... 120
2.2. Виды кондиционеров ................................................................................... 123
2.3. Устройство кондиционера .......................................................................... 124
2.4. Неисправности .............................................................................................. 125
Глава 3. ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВА .................................. 127
3.1. Классификация и принципы работы
электроводонагревателей ................................................................................... 128
3.2. Проточные электроводонагреватели ........................................................ 130
3.3. Приборы для нагрева малого количества воды ..................................... 134
3.4. Емкостные электроводонагреватели ........................................................ 138
3.5. Описание некоторых моделей электроводонагревателей
и их характеристики ........................................................................................... 144
3.6. Основы расчета емкостных теплоаккумуляционных
электроводонагревателей ................................................................................... 151
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................... 153
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................. 154
4
Стр.4
ЗЗЦСЦзаЦ
Объектами профессиональной деятельности инженера, получившего
образование по специальности 150408 «Бытовые машины
и приборы», являются бытовые машины и приборы, способы и методы
их проектирования, производство, отладка, сервисное и эксплуатационное
обслуживание.
Данное пособие является первой частью объемного материала,
знакомящего студентов с бытовыми приборами, производство которых
является массовым. Такие приборы получили повсеместное
распространение, и поэтому весьма актуальными являются вопросы
улучшения их потребительских свойств, повышения экономичности
и надежности работы, решать которые призваны специалисты, работающие
в области проектирования, производства и обслуживания
техники бытового назначения.
При изучении соответствующих разделов пособия студенты
знакомятся с основными типами бытовых машин, их классификацией,
техническими характеристиками, требованиями эксплуатации,
стандартами. В пособии приведены конструкции различных машин,
их особенности и принципы действия. Обозначены проблемы теории
процессов в бытовых машинах, а также проектирования и расчета
различных элементов бытовых машин и приборов, устранения
неисправностей, встречающихся при эксплуатации.
Знания, полученные при изучении курса «Теоретические процессы
бытовых машин и приборов», будут необходимы для успешного
освоения дисциплин, таких как «Бытовые машины и приборы»,
«Проектирование бытовых машин и приборов, «Надежность бытовых
машин и приборов», «Ремонт бытовых машин» и др.
5
Стр.5