Исследование параметров холодильных агрегатов

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Цель работы

1. Изучение термодинамических диаграмм холодильных агентов.

2. Построение цикла в диаграммах T-S и lgP-C.

3. Расчёт цикла холодильной машины.

2. Исходные данные

Таблица 1

3. Построение цикла

Построение точки 1'. Построение цикла начинаем с нанесения линии заданной температуры в кипения Т₀=-30 ⁰С, 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 i_1'= 1640 кДж/кг, удельный объём V_1'= 0,9 м³/кг паров холодильного агента и энтропию S_1'=9,2 кДж/кг ⁰C, 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 T_В=-20⁰C

Построение точки 2'. Аналогично, по пересечению линии x=1 с заданной изотермой T_к=+20⁰C определяем точку 2', через которую проходит линия соответствующего давления P_к= 1,0 МПа.

Построение точки 2. Из точки 1 проводим линию адиабатического сжатия паров холодильного агента в компрессоре S=9,2кДж/кг⁰C до пересечения с линией постоянного давления в конденсаторе P_к= 1,0 МПа, соответствующего заданной температуре конденсации T_к=+25C и находим точку 2.

Построение точки 3'. Точка 3' находится на пересечении линии P_к= 1,0 МПа с левой пограничной кривой x= 0.

Построение точки 3. Для нахождения точки 3 известно, что давление в ней должно быть P_к=1,0 МПа, а температура равна заданной T_п= +20⁰C. Следовательно, точку 3 находим на пересечении линии P_к= 1,0МПа с линией изотермы T_п=+20⁰C в области жидкого состояния холодильного агента.

Построение точки 4. Точка 4 определяется как точка пересечения линии дросселирования i= 517 кДж/кг, проведённой из точки 3, с линией P₀=0,124МПа.

4. Характеристика процессов, составляющих цикл

термодинамический холодильный цикл хладагент

4-1' - процесс кипения жидкого холодильного агента. Процесс этот протекает в испарителе холодильной машины. Процесс этот изотермический, то есть протекает при постоянной температуре T₀=-30⁰C (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-). Или величине проекции процесса на ось абсцисс (в координатах i-lgP отрезок i_1' - 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 ⁰C до T_В=T₁=-20⁰C при постоянном давлении P₀=0,124 МПа. Процесс этот эндотермический. Количество тепла данного численно равно площади под процессом (в координатах S-T площадь) или величине проекции на ось абсцисс (в координатах i-lgP отрезок i₁ - i_1').

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 P_к=1.0 МПа. Этот процесс протекает в цилиндрах компрессора. Процесс адиабатический, то есть протекает без теплообмена с окружающей средой при постоянной энтропии S =9,2кДж/кг⁰C. Процесс протекает с повышением температуры хладагента от T₁= T_В=-20 ⁰ C до T₂= +130⁰C. 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 ⁰C до температуры начала конденсации T_к=+25⁰C. Процесс протекает в конденсаторе. Этот процесс изобарический, то есть происходит при постоянном давлении P_к=1,0МПа. 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-i_2' (на диаграмме S-T-площадью под процессом S_2'-2^'-2-S₂).

2'-3' - процесс конденсации паров холодильного агента. Процесс протекает в конденсаторе. Этот процесс изотермический (протекает при постоянной температуре T_к=+25⁰C) и изобарический (протекает при постоянном давлении P_к=1,0МПа). По тепловому эффекту это процесс экзотермический. Количество тепла на диаграмме i-lgP численно определяется отрезком i_2'-i_3' (на диаграмме S-T - площадью под процессом S_3'-3'-2' - S_2'). Тепло отводится от хладагента охлаждающей средой.

Точка 3' - это точка полной конденсации холодильного агента.

3'-3 - процесс переохлаждения сконденсировавшегося жидкого хладагента от температуры T_к=+25 ⁰C до температуры T_п=+20⁰C. Процесс протекает в конденсаторе, терморегулирующем вентиле, теплообменнике. Процесс изобарический, то есть происходит при постоянном давлении P_к= 1,0МПа. По тепловому эффекту процесс экзотермический. Количество тепла на диаграмме i-lgP численно определяется отрезком i_3'-i₃ (на диаграмме S-T - площадью S₃-3-3'-S_3').

Точка 3 определяет параметры жидкого хладагента, направляющегося к терморегулирующему вентилю.

3-4 - процесс дросселирования хладагента в терморегулирующем вентиле при постоянной энтальпии i₃=i₄=517 кДж/кг. Проходя через терморегулирующий вентиль, хладагент дросселируется с давления конденсации P_к=1,0МПа до давления кипения P₀=0,124МПа, при этом происходит понижение температуры хладагента от T_к=+25 ⁰C до T₀= -30 ⁰C.

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 ⁰C.

6. Агрегатное состояние хладагента и значение его параметров в узловых точках

термодинамический холодильный цикл хладагент

7. Расчёт цикла

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.

5. Холодильная техника и технология. Методические указания к выполнению расчётно-графической работы. Составитель С.А. Будасова, канд. Тех. Наук, доц. Рецензент Спарин В.А. НГТУ, 1999 г.

Размещено на Allbest.ru