Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 52
Министерство образования и науки РФ Новосибирский Государственный Технический Университет Кафедра технической теплофизики
Расчетно-графическая работа по дисциплине
«Холодильная техника и технология»
Факультет: ЭМ Группа: Студент: Преподаватель:Будасова С.А. Новосибирск 2007 Содержание
1.Цель работы 2.Исходные данные 3.Построение цикла 4.Изображение цикла в тепловых диаграммах i-lgP S-T 5.Характеристика процессов, составляющих цикл 6.Схема паровой компрессионной холодильной машины 7.Агрегатное состояние хладагента и значение его параметров в узловых точках 8.Расчёт цикла 9.Литература 1.Цель работы
1.Изучение термодинамических диаграмм холодильных агентов. 2.Построение цикла в диаграммах T-S и lgP-i. 3.Расчёт цикла холодильной машины. 2.Исходные данные
Таблица1
Номер варианта хладагент Холодопро- изводитель ность машины Q0
, кВт Темпера тура кипения хладагента Т0
, 0
С Температура переохлаждения хлад агента Тп
, 0
С Температура перегрева хладагента на входе в компрессор ТВ
, 0
С 3. Построение цикла
Построение точки 1'.
Построение цикла начинаем с нанесения линии заданной температуры в кипения Т0
=-30 0
С, которая в области влажного пара совпадает с линией давления в испарителе P0
=0,124 МПа. На пересечении этой линии с правой пограничной кривой (x=1) диаграммы находится точка 1' . Для точки 1'по вспомогательным линиям диаграммы находим энтальпию i1'
= 1650 кДж/кг, удельный объём V1'
= 0,9 м3
/кг паров холодильного агента и энтропию S1'
=9,2 кДж/кг 0
C, паросодержание X=1. (При нахождении всех следующих точек параметры i,V,S,X будем определять аналогично по вспомогательным линиям диаграммы и сводить в таблицу2) Построение точки 1.
Для построения точки 1 находим пересечение в области перегретого пара (x>1), т.е. за правой пограничной кривой, линии P0
=0,124 МПа и TВ
=-250
C Построение точки 2'
. Аналогично, по пересечению линии x=1 с заданной изотермой Tк
=+300
C определяем точку 2' , через которую проходит линия соответствующего давления Pк
= 1,15МПа. Построение точки 2.
Из точки 1 проводим линию адиабатического сжатия паров холодильного агента в компрессоре S= 9,28кДж/кг0
C до пересечения с линией постоянного давления в конденсаторе Pк
= 1,15МПа, соответсвующего заданной температуре конденсации Tк
=+30C и находим точку 2. Построение точки 3'.
Точка 3' находится на пересечении линии Pк
= МПа с левой пограничной кривой x= 0 . Построение точки 3.
Для нахождения точки 3 известно, что давление в ней должно быть Pк
=1,15 МПа, а температура равна заданной Tп
= +250
C. Следовательно, точку 3 находим на пересечении линии Pк
= 1,15 МПа с линией изотермы Tп
=+250
C в области жидкого состояния холодильного агента. Построение точки 4
. Точка 4 определяется как точка пересечения линии дросселирования i= 544 кДж/кг, проведённой из точки 3, с линией P0
=0,124МПа. 4. Характеристика процессов, составляющих цикл
4-1'
-
процесс кипения жидкого холодильного агента. Процесс этот протекает в испарителе холодильной машины. Процесс этот изотермический, то есть протекает при постоянной температуре T0
=-300
C(а так же изобарический – при постоянном давлении P0
=0,124МПа). По тепловому эффекту этот процесс эндотермический, то есть этот процесс протекает с поглощением тепла. Тепло при этом отнимается от охлаждаемой среды через стенку испарителя. Количество тепла численно равно площади под линией процесса (в координатах S-T площадь 4-S 4
–S1
-1'). Или величине проекции процесса на ось абсцисс (в координатах i-lgP отрезок i1'
- i4
). Кипение продолжается до тех пор, пока вся жидкость не превратится в пар. Точка 1'
соответствует поступлению в компрессор сухого пара. 1'-1
– процесс перегрева парообразного холодильного агента. Процесс этот протекает во всасывающем трубопроводе компрессора, либо в регенеративном теплообменнике, либо частично в испарителе. В данной работе для простоты можно считать, что перегрев осуществляется в испарителе ( в этом случае тепло этого процесса в сумме с теплом процесса кипение составляет величину удельной массовой холодопроизводительности q0
). Процесс перегрева 1'-1 протекает с повышением температуры от T0
= -30 0
C до TВ
=T1
=-250
C при постоянном давлении P0
=0,124 МПа. Процесс этот эндотермический. Количество тепла данного численно равно площади под процессом ( в координатах S-T площадь S1'
- 1'- 1- S1
) или величине проекции на ось абсцисс(в координатах i-lgP отрезок i1
- i1'
). Точка 1
соответствует поступлению в компрессор перегретого пара холодильного агента. Она характеризует перегрев паров хладагента в испарителе для предотвращения попадания капель жидкого хладагента в компрессор. 1-2-
процесс сжатия сухих паров хладагента с давлением кипения конденсации Pк
=1,15МПа. Этот процесс протекает в цилиндрах компрессора. Процесс адиабатический, то есть протекает без теплообмена с окружающей средой при постоянной энтропии S =9,28кДж/кг0
C. Процесс протекает с повышением температуры хладагента от T1
= TВ
=-25 0
C до T2
= +1300
C. На осуществление этого процесса затрачивается работа, которая на диаграмме i-lgP численно равна отрезку i2
-i1
. Точка 2
характеризует выталкивание сжатых паров холодильного агента из компрессора в конденсатор. 2-2
'
-
процесс понижения температуры пара хладагента от T2
= 130 0
C до температуры начала конденсации Tк
= +300
C. Процесс протекает в конденсаторе. Этот процесс изобарический, то есть происходит при постоянном давлении Pк
=1,15МПа. По тепловом эффекту этот процесс экзотермический, то есть протекает с выделением тепла, которое отводится от хладагента охлаждающей средой ( водой или воздухом). Количество тепла на диаграмме i-lgP численно определяется отрезком i2
-i2'
(на диаграмме S-T-площадью под процессом S2'
-2'
-2-S2
). 2'-3'
-
процесс конденсации паров холодильного агента. Процесс протекает в конденсаторе. Этот процесс изотермический (протекает при постоянной температуре Tк
=+300
C) и изобарический (протекает при постоянном давлении Pк
=1,15МПа). По тепловому эффекту это процесс экзотермический. Количество тепла на диаграмме i-lgP численно определяется отрезком i2'
-i3'
(на диаграмме S-T – площадью под процессом S3'
-3'-2'- S2'
). Тепло отводится от хладагента охлаждающей средой. Точка 3
'
- это точка полной конденсации холодильного агента. 3'-3 – процесс переохлаждения сконденсировавшегося жидкого хладагента от температуры Tк
=+30 0
C до температуры Tп
=+250
C. Процесс протекает в конденсаторе , терморегулирующем вентиле, теплообменнике. Процесс изобарический, то есть происходит при постоянном давлении Pк
= МПа. По тепловому эффекту процесс экзотермический. Количество тепла на диаграмме i-lgP численно определяется отрезком i3'
-i3
( на диаграмме S-T- площадью S3
-3-3'-S3'
). Точка 3
определяет параметры жидкого хладагента, направляющегося к терморегулирующему вентилю. 3-4
-
процесс дросселирования хладагента в терморегулирующем вентиле при постоянной энтальпии i3
=i4
=544кДж/кг. Проходя через терморегулирующий вентиль, хладагент дросселируется с давления конденсации Pк
=1,15МПа до давления кипения P0
=0,124МПа, при этом происходит понижение температуры хладагента от Tк
=+30 0
C до T0
= -30 0
C. Точка 4
характеризует параметры парожидкостной смеси после дросселирования. Также точка 4 характеризует начало кипения хладагента в испарителе при постоянных давлении P0
=0,124МПа и температуре T0
=-30 0
C. 6.Агрегатное состояние хладагента и значение его параметров в узловых точках
Агрегатное состояние 7. Расчёт цикла
№ п/п Холодопроизводительность 1 кг хладагента (удельная массовая ), кДж/кг: При кипении При перегреве Проверка q0
=i1
-i4
qok
=i1′
-i4
qon
=i1
-i1′
qo
=qok
+qon
1120 1110 10 1120 Тепло, отданное 1кг хладагента, кДж/кг: При конденсации При переохлаждении Проверка q=i2
-i3
qk
=i2
-i3′
qn
=i3′
-i3
q=qk+qn
1390 1369 21 1390 Объёмная производительность компрессора ( объём циркулирующего в системе хладагента ), м3
/ч или V=3600Q0
/qv
V=Gv1
11.9 11.9 Теоретическая (конобатическая) мощность компрессора, кВт: В зависимости от холодопроизводительности Q0
или В зависимости о массы циркулирующего хладагента G Nm
=Q0
/ξ Nm
=Gl/3600 1.45 1.45 Теоретическая тепловая нагрузка на конденсатор, кВт При конденсации При переохлаждении Q=qG/3600 Qk
=qk
G/3600 Qn
=qn
G/3600 Q=Q0
+Nm 7.2 7.07 0.10 7.5 Эффективная мощность (на валу компрессора) (механический КПД ηм
=0,82-0,92) Список литературы
1. Расчёт и построение теоретического цикла паровой компрессионной машины. Составитель С.А. Будасова, канд. Тех. Наук, доц.НГТУ, 1998 г. 2. Мещеряков Ф.Е. Основы холодильной техники и холодильной технологии. - М.: Пищевая промышленность, 1975. 3. Мальгина Е.Б., Мальгин Ю.В., Суедов Б.П. Холодильные машины и установки. - М.; Пищевая промышленность, 1980. 4. Мальгина Е.В., Мальгин Ю.В. Холодильные машины и установки. - М.: Пищевая промышленность, 1913.
|