Определение термодинамической эффективности цикла одноступенчатой холодильной машины
Определение общей энергетической эффективности парокомпрессионной холодильной машины. Характеристика элементов машины с необратимыми потерями. Описание и отличительные черты принципиальных путей уменьшения возможных потерь, сущность и оценка их величины.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.05.2015 |
Размер файла | 283,8 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/
Министерство образования и науки Российской Федерации
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ
ИНСТИТУТ ХОЛОДА И БИОТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра холодильных машин и низкопотенциальной энергетики
«Определение термодинамической эффективности цикла одноступенчатой холодильной машины»
Санкт-Петербург, 2015
Цель проведения испытаний:
- Определить общую энергетическую эффективность парокомпрессионной холодильной машины
- Выяснить в каких элементах машины имеют место основные необратимые потери
- Оценить величины необратимых потерь
- Указать принципиальные пути их уменьшения.
Методика проведения испытаний
Объект испытания - одноступенчатая холодильная машина с регенеративным теплообменником. Рабочее вещество - фреон R12. Испытания проводят при установившемся режиме работы холодильной машины, т.е когда параметры рабочего вещества остаются постоянными в течение всего времени испытаний.
Показания контрольно-измерительных приборов записывают в протокол через каждые 10-15 мин, не менее 3 раз.
Определяют:
- Давление всасывания, кипения, конденсации, нагнетания.
- Температуру перед всасывающим клапаном, при входе и выходе из компрессора, при входе и выходе из конденсатора, перед дроссельным вентилем, при выходе из испарителя.
- Температуру воды при входе и выходе из конденсатора
- Температуру х/н при входе и выходе из испарителя
- Расход х/н в испарителе
- Расход воды в конденсаторе
- Мощность, проводимую к электродвигателю
- Температуру воздуха в помещении
- Барометрическое давление
Рис. 1. Принципиальная схема холодильной машины
a)
б)
Рис. 2. Цикл холодильной машины в диаграмме P-h (а) и T-s (б)Параметры узловых точек
Термод. Па-ры |
1 |
2 |
2s |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
Р,МПа |
0,162 |
0,162 |
0,728 |
0,728 |
0,692 |
0,692 |
0,692 |
0,692 |
0,178 |
|
t, 0С |
6,16 |
30,03 |
98,7 |
90,06 |
95,5 |
27,23 |
27,1 |
16,03 |
-15,7 |
|
i, кДж/кг |
358, 29 |
373, 11 |
413, 13 |
406, 97 |
411, 17 |
362, 55 |
225, 65 |
215, 02 |
215, 02 |
|
s, кДж/кг |
1,621 |
1,672 |
1,692 |
1,675 |
1,690 |
1,544 |
1,089 |
1,053 |
1,060 |
Обработка результатов испытаний
В - атмосферное давление
1. Определение расхода рабочего вещества по тепловому балансу конденсатора
Количество теплоты, уносимое из конденсатора
где - расход воды, - теплоемкость воды, - температуры воды на входе и выходе из конденсатора.
Потери в окружающую среду
где -коэффициент теплопередачи от конденсирующего рабочего вещества к воздуху, - поверхность корпуса конденсатора, - температура конденсации, - температура наружного воздуха.
Тепловой баланс конденсатора
Количество теплоты, которое отдает рабочее вещество в конденсаторе
Отсюда
2. Определение расхода рабочего вещества по тепловому балансу испарителя
Количество теплоты, подведенной к испарителю
Теплопритоки из окружающей среды
где - наружный коэффициент теплопередачи, - поверхность корпуса испарителя
Теплота, подводимая от х/н
где - массовый расход рассола, - теплоемкость рассола, - температура рассола на входе и выходе из испарителя
Массовый расход рассола
где - контрольный объем мерного бака, - плотность рассола, - время заполнения контрольного объема мерного бака.
Количество теплоты, которое получает рабочее вещество (холодопроизводительность машины)
р Расход рабочего вещества через испаритель
Среднее значение расхода рабочего вещества
Расхождение и равно не более 5 %
3. Составление теплового баланса холодильной машины
Общее количество теплоты, подведенной к рабочему веществу
Теплота, подведенная к рабочему веществу в компрессор за счет затраты механической энергии
Теплота, подведенная к рабочему веществу при его движении по всасывающему тракту и через электродвигатель
Теплота, отведенная от рабочего вещества
парокомпрессионная холодильная машина потеря
Отвод теплоты от нагнетательного трубопровода на участке 2-3 (от компрессора до конденсатора)
Расхождение и равно не более 7%
4 Определение мощности, затраченной для компенсации необратимых потерь в элементах холодильной машины
Компрессор
Мощность электродвигателя
где А - показания ваттметра.
Мощность эффективная
где - КПД электродвигателя
Изоэнтропная мощность компрессора
Полная работа цикла
Перерасход мощности в компрессоре
Конденсатор
Количество теплоты, которое получает окружающая среда от рабочего вещества
Возрастание энтропии окружающей среды
где =
Уменьшение энтропии рабочего вещества на участке
где
Уменьшение энтропии в процессе
Изменение энтропии в процессе 3-4
Полное изменение энтропии рабочего вещества в конденсаторе
Изменение энтропии системы
Перерасход мощности в конденсаторе
Дроссельный вентиль
Энтропия в точке 6. Более точно ее можно определить по степени сухости пара:
;
.
Перерасход мощности из-за необратимых потерь
Испаритель
Расчетный массовый расход рассола
Полное изменение энтропии рассола
где
Полное изменение энтропии рабочего вещества
Изменение энтропии системы
Переход мощности испарителя
5. Минимальная мощность цикла
Минимальная мощность
Теплота
Теплота
Ширина энтропийного поля
Коэффициент обратимости цикла
6. Проверка точности результатов расчетов лабораторной работы
Полная работа цикла
Расхождение и равно 6,5 %
Относительная ошибка расчета
Параметр |
Абсолютные значения, кВт |
Относительная погрешность, % |
|
0,285 |
14,8 |
||
0,277 |
14,4 |
||
1,021 |
52 |
||
0,088 |
4,6 |
||
0,256 |
13 |
Вывод
Реальный цикл холодильной машины любого типа осуществляется с необратимыми потерями. Наличие необратимых потерь в холодильном цикле ведет к увеличению затраченной работы. Энергетическая эффективность холодильной машины парокомпрессионного типа оценивается величиной холодильного коэффициента и коэффициента обратимости. Коэффициент обратимости показывает степень термодинамического совершенства холодильного цикла. С ростом необратимых потерь коэффициент обратимости и холодильный коэффициент снижаются.
Дросселирование всегда сопровождается повышением энтропии, значит наличие такого процесса ведет к необратимым потерям. Сокращение потерь при дросселировании: понижение температуры рабочего вещества пред вентилем ведет к сокращению необратимых потерь для этого необходимо использовать источник с более низкой температурой чем окружающая среда. Необратимые потери связанные с теплообменом рабочего вещества и внешних источников. Эти потери уменьшаются с уменьшением разности температур при теплообмене. Это можно добиться с увеличением поверхности теплообмена, что в свою очередь ведет к увеличению капитальных затрат. Уменьшение необратимых потерь можно достигнуть своевременным выпуском масла из испарителя, своевременная чистка аппаратов, правильная подача хладо- и теплоносителей в аппараты.
Список литературы
1. Холодильные машины: Учеб. / Под общ. ред. Л.С. Тимофе-евского. - СПб.: Политехники, 2006. - 992 с.
2. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин: Учеб. пособие / Под общ. ред. Л.С. Тимофеевского. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2006. - 200 с.
3. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодиль-ная техника. Свойства веществ: Справ./ Под ред. С.Н. Богданова. -СПб.: СПбГАХПТ, 1999. - 320 с.
4. http://lrptc.ru/2-3--Neobratimye-poteri-obratnyh-ciklov-4
5. http://www.ngpedia.ru/id183631p2.html
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Элементы и принципы работы парокомпрессионной холодильной машины, их достоинства и недостатки. Отличия теоретического цикла паровой компрессионной холодильной машины от цикла Карно. Отделение жидкого холодильного агента от пара в отделителе жидкости.
реферат [8,4 M], добавлен 21.11.2010Расчет теплопритоков в охлаждаемое помещение и необходимой производительности судовой холодильной установки. Построение рабочего цикла холодильной машины, ее тепловой расчет и подбор компрессора. Последовательность настройки приборов автоматики.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.12.2014Проектирование 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 30.08.2010Холодильная 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 10.01.2012График температурного испарения хладагента. Расчет удельной тепловой нагрузки испарителя и конденсатора. Энергетический баланс установки. Определение мощности, потребляемой компрессором. Расчет температуры получаемого холода и КПД холодильной установки.
контрольная работа [591,4 K], добавлен 12.06.2013Определение вместимости холодильной камеры. Теплотехнический расчет изоляции ограждающих конструкций. Определение теплопритоков в камеру и тепловой нагрузки. Тепловой расчет холодильной машины и воздухоохладителя. Подбор холодильного оборудования.
курсовая работа [938,8 K], добавлен 11.02.2015Тепловая нагрузка при термообработке продуктов. Расчет толщины слоя теплоизоляции. Выбор холодильной машины и испарителей. Расчет эксплуатационных теплопритоков. Подбор и распределение воздухоохладителей. Выбор расчетного режима и холодильной машины.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 19.04.2013Использование в холодильной технике летучих жидкостей. Наиболее употребительные хладагенты. Простой паровой цикл механической холодильной машины. Единицы измерения холода. Термоэлектрическое охлаждение. Схема компрессионной холодильной установки.
реферат [705,8 K], добавлен 01.02.2012Практическое применение холодильной техники в торговле продовольственными товарами. Определение ёмкости и площади охлаждаемой камеры, её длины, ширины и высоты. Калорический расчет охлаждаемой камеры. Техническая характеристика холодильной машины.
контрольная работа [27,4 K], добавлен 11.09.2010