Исследование параметров холодильных агрегатов
Изучение термодинамических диаграмм холодильных агентов. Построение цикла в диаграммах T-S и lgP-C. Характеристика процессов, составляющих цикл. Расчёт цикла холодильной машины. Агрегатное состояние хладагента и значение его параметров в узловых точках.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 06.02.2011 |
Размер файла | 14,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
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
Номер варианта |
хладагент |
Холодопро- изводитель ность машины Q0, кВт |
Темпера тура кипения хладагента Т0, 0С |
Температура конденсации хладагента Тк, 0С |
Температура переохлаждения хлад агента Тп, 0С |
Температура перегрева хладагента на входе в компрессор ТВ, 0С |
|
32 |
аммиак |
13.0 |
-30 |
+25 |
+20 |
-20 |
|
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 i1'= 1640 кДж/кг, удельный объём V1'= 0,9 м3/кг паров холодильного агента и энтропию S1'=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 TВ=-200C
Построение точки 2'. Аналогично, по пересечению линии x=1 с заданной изотермой Tк=+200C определяем точку 2', через которую проходит линия соответствующего давления Pк= 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 Pк= 1,0 МПа, соответствующего заданной температуре конденсации Tк=+25C и находим точку 2.
Построение точки 3'. Точка 3' находится на пересечении линии Pк= 1,0 МПа с левой пограничной кривой x= 0.
Построение точки 3. Для нахождения точки 3 известно, что давление в ней должно быть Pк=1,0 МПа, а температура равна заданной Tп= +200C. Следовательно, точку 3 находим на пересечении линии Pк= 1,0МПа с линией изотермы Tп=+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 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 0C до TВ=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 - 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=1.0 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= TВ=-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 Tк=+250C. Процесс протекает в конденсаторе. Этот процесс изобарический, то есть происходит при постоянном давлении Pк=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-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=+250C) и изобарический (протекает при постоянном давлении Pк=1,0МПа). 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=+25 0C до температуры Tп=+200C. Процесс протекает в конденсаторе, терморегулирующем вентиле, теплообменнике. Процесс изобарический, то есть происходит при постоянном давлении Pк= 1,0МПа. 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=517 кДж/кг. Проходя через терморегулирующий вентиль, хладагент дросселируется с давления конденсации Pк=1,0МПа до давления кипения P0=0,124МПа, при этом происходит понижение температуры хладагента от Tк=+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
Узловые точки |
Агрегатное состояние |
Температура |
давление |
Энтальпия |
энтропия |
Паросодержание Х (в долях) |
Удельный объём |
|
1 |
Сухой насыщенный пар |
-20 |
0.184 |
1670 |
9.1 |
>1 |
0.64 |
|
1' |
Перегретый пар |
-30 |
0.124 |
1640 |
9.2 |
1 |
0.9 |
|
2 |
Перегретый пар |
+130 |
1.0 |
1950 |
9.2 |
>1 |
0.19 |
|
2' |
Сухой насыщенный пар |
+25 |
1.0 |
1700 |
8.52 |
1 |
0.55 |
|
3 |
Насыщенная жидкость |
+20 |
0,85 |
520 |
4.5 |
<0 |
- |
|
3' |
Жидкость |
+25 |
1.0 |
540 |
4.97 |
0 |
- |
|
4 |
Влажный пар |
-30 |
0.124 |
520 |
4.63 |
0.17 |
0.16 |
|
7. Расчёт цикла
№ п/п |
Определяемый параметр |
Расчетнаяформула |
Значение параметра |
|
1 |
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 |
1150 1120 30 1150 |
|
2 |
Работа, затраченная на сжатие 1 кг хладагента в компрессоре, кДж/кг |
l=i2-i1 |
280 |
|
3 |
Тепло, отданное 1 кг хладагента, кДж/кг: При конденсации При переохлаждении Проверка |
q=i2-i3 qk=i2-i3? qn=i3?-i3 q=qk+qn |
1430 11410 20 1430 |
|
4 |
Уравнение теплового баланса холодильной машины |
q=qo+l |
1430 |
|
5 |
Холодильный коэффициент |
?=qo/l=(i1-i4)/(i2-i1) |
4,1 |
|
6 |
Масса циркулирующего в машине хладагента, кг/ч, требующаяся для обеспечения заданной холодопроизводительности Q0 |
G=3600Q0/qo |
40,7 |
|
7 |
Объёмная холодопроизводительность всасываемых в компрессор паров холодильного агента, кДж/м3 |
qv=qo/v1 |
1797 |
|
8 |
Объёмная производительность компрессора (объём циркулирующего в системе хладагента), м3/ч или |
V=3600Q0/qv V=Gv1 |
26 26 |
|
9 |
Теоретическая (конобатическая) мощность компрессора, кВт: В зависимости от холодопроизводительности Q0 или В зависимости о массы циркулирующего хладагента G |
Nm=Q0/? Nm=Gl/3600 |
3,17 3,17 |
|
10 |
Теоретическая тепловая нагрузка на конденсатор, кВт При конденсации При переохлаждении |
Q=qG/3600 Qk=qkG/3600 Qn=qnG/3600 Q=Q0+Nm |
16,17 15,94 0,23 16,17 |
|
11 |
Коэффициент подачи компрессора (определяют по графику) |
? |
0.5 |
|
12 |
Объём, описываемый поршнм м3\\с |
Vn=V/? |
52 |
|
13 |
Действительная (индикаторная) мощность сжатия в компрессор, кВт |
Ni=Nm/?i |
4,87 |
|
14 |
Эффективная мощность (на валу компрессора) (механический КПД ?м=0,82-0,92) |
Nе=Ni/?м |
||
15 |
Действительная тепловая нагрузка на конденсатор, кВт |
Q=Q0+Ni |
17,87 |
|
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
Подобные документы
Изучение термодинамических диаграмм холодильных агентов. Построение цикла в диаграммах. Агрегатное состояние хладагента и значение его параметров в узловых точках. Характеристика процессов, составляющих цикл. Нанесение линии заданной температуры кипения.
творческая работа [13,0 K], добавлен 13.05.2009Выбор температурного режима хладагента в испарителе. Построение холодильного цикла, расчёт хладопроизводительности, определение параметров хладагента в узловых точках цикла. Определение расхода электроэнергии. Подбор компрессоров низкого давления.
курсовая работа [117,9 K], добавлен 08.12.2013Методика расчета термодинамических характеристик рабочего тела. Вычисление значений термодинамических параметров в узловых точках цикла, характеристик процессов. Построение цикла в заданных системах координат. Термодинамические характеристики цикла.
курсовая работа [678,1 K], добавлен 12.07.2011Холодильная машина и комплекс составляющих ее технических элементов. Перенос тепла к источнику, температура которого значительно выше окружающей среды, при помощи холодильной машины. Классификация холодильных машин по виду затрачиваемой энергии.
реферат [130,8 K], добавлен 01.04.2011Расчет значений основных параметров состояния в характерных точках цикла с учетом возможных потерь. Технические показатели холодильной машины. Метод коэффициентов полезного действия для обратного цикла. Эксергетический метод для обратного цикла.
курсовая работа [85,1 K], добавлен 10.01.2012Общая характеристика исследуемой холодильной установки, ее внутреннее устройство, взаимосвязь элементов и узлов, принцип работы и сферы практического применения. Расчет и построение заданного и рекомендуемого цикла. Параметры узловых точек процесса.
контрольная работа [8,7 M], добавлен 04.02.2015Расчет функций параметров состояния в каждой точке цикла. Определение изменения функций параметров состояния в процессах цикла. Расчет удельных количества теплоты и работы в процессах цикла и промежуточных точек, необходимых для построения графиков.
курсовая работа [680,3 K], добавлен 23.11.2022Проектирование холодильной машины для фреона R12 и R134a. Проведение расчета испарителя и конденсатора. Построение цикла для R134a и вычисления в программах для эксплуатационных режимов R12 и R134a. Сравнительная характеристика фреонов R12 и R134a.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 30.08.2010История создания и классификация абсорбционных холодильных машин; область применения и использования. Расчёт цикла, генератора, тракта подачи исходной смеси. Патентный обзор машины с мультиступенчатым эжектором и абсорбционно-диффузионного агрегата.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 05.07.2014Определение параметров характерных точек термодинамического цикла теплового двигателя. Анализ взаимного влияния параметров. Расчет коэффициента полезного действия, удельной работы и среднего теоретического давления цикла. Построение графиков зависимостей.
контрольная работа [353,3 K], добавлен 14.03.2016