Задача №1 контрольной работы
Тема: Построение и расчет холодильного цикла При выполнении данного раздела следует: 1. выбрать исходные данные из Приложения 1; 2. по заданным величинам определить температурный режим и изобразить цикл холодильной машины в тепловой диаграмме i = lg P; 3. выполнить расчёт основных характеристик цикла. Температура кипения [ tо] холодильного агента определяется в зависимости от температуры воздуха в охлаждаемой камере. При непосредственном охлаждении tо = tкам – (∆t), °C, где tкам – температура воздуха в камере, °C; ∆ t = 7…10 °C, перепад температур между воздухом в камере и кипящего холодильного агента, °C. Температура конденсации [ tк] определяется в зависимости от температуры теплоотводящей среды. При охлаждении конденсатора водой tк = tвд1 + ∆tк, ° C, где tвд1 – температура воды на входе в конденсатор, ° C; ∆ tк = 6…10 °C перепад температур между входящей в аппарат водой и конденсирующимся холодильным агентом. Температура всасывания [ tвс] зависит от условий работы компрессора. Она равна: tвс = t0 + ∆tпер, °C, где ∆tпер – нагрев пара холодильного агента перед сжатием в компрессоре: - для аммиачных машин берётся равным 5 ÷15 °C; - для фреоновых 10 ÷ 40 °C. В контрольной работе следует брать ∆tпер = 0 °C. Температура жидкого холодильного агента перед дроссельным вентилем [ tпж ]: tпж = t 0+ ∆tпж, °C, где ∆tпж – температура переохлаждения жидкого холодильного агента перед дроссельным вентилем, зависит от схемы холодильной установки: отналичия в холодильной машине переохладителя или регенеративного теплообменника и др. факторов.. В контрольной работе не учитывается наличие переохлаждения, поэтому жидкий холодильный агент поступает в дроссельный вентиль с температурой конденсации tк. Т.е. в контрольной работе следует брать ∆tпж = 0 °C. После определения tо, tк , tвс, tпж производится построение цикла холодильной машины в диаграмме i = lg P для заданного холодильного агента. Диаграмма с циклом или выкопировка должны обязательно прилагаться к контрольной работе. Изображение цикла (рис.1) следует начинать с нанесения линий tо и tк, проведя горизонтальные линии. При пересечении t о с правой пограничной кривой получим точку 1", характеризующую состояние сухого насыщенного пара (конец кипения). Так как перегрев пара не учитывается, то из точки 1" по адиабате (S = Const) проводится линия процесса сжатия в компрессоре. Состояние конца сжатия характеризуется точкой 2, получаемой при пересечении адиабаты с изобарой P к, которая соответствует температуре конденсации tк .
Рис.1. Цикл одноступенчатой холодильной машины
Точка 2" характеризует начало конденсации холодильного агента, при этом степень сухости x = 1. Точка 3' получается при пересечении изотермы tк (изобары P к) с левой пограничной кривой, когда x = 0. Из точки 3' проводится вертикально вниз линия до пересечения с изотермой tо. Получается точка 4, характеризующая процесс дросселирования от P кдо Pо. После построения цикла необходимо составить таблицу (образец ее оформления показан ниже), в которую заносятся параметры характерных точек, взятых из диаграмм и справочных таблиц.
Таблица основных параметров характерных точек цикла
По данным таблицы определяются: 1. Удельная массовая холодопроизводительность: qо = i1 "- i4, кДж/кг.
2. Удельная работа сжатия холодильного агента в компрессоре: l = i2 – i1 ", кДж/кг.
3. Удельная теплота, отводимая от холодильного агента в конденсаторе: qк = i2 - i3 ', кДж/кг.
4. Уравнение теплового баланса: qк = qо + l, кДж/кг. 5. Холодильный коэффициент теоретического цикла: ε = qо / l, 6. Массовая производительность компрессора, то есть масса холодильного агента, циркуляцию которого обеспечивает компрессор за 1 секунду: Mа = Qо / qо, кг/с. 7. Удельная объёмная холодопроизводительность компрессора: q v = qо / v 1 ", кДж/м³;. 8. Действительная объёмная производительность компрессора, то есть объём паров, отбираемых компрессором из испарителя: V д = M а · v 1 "= Q о / q v, м³/с. 9. Объём, описанный поршнями компрессора: V h = V д / λ, кг/с, где λ; – коэффициент подачи компрессора (объёмные потери в компрессоре), зависит от режима работы, вида холодильного агента, конструкции компрессора и рассчитывается: λ = λi · λw. Здесь λi – объёмный индикаторный коэффициент, учитывающий объёмные потери в компрессоре из-за наличия мёртвого пространства и сопротивления в клапанах: λi = 1 – с · (P к / P 0 – 1), где с – относительное мёртвое пространство в компрессоре:
- для аммиачных с = 0,04…0,05; - для фреоновых с = 0,03…0,04. λw – коэффициент подогрева, учитывающий объёмные потери от нагрева холодильного агента в цилиндре компрессора. λw = Tо / Tк = (273 + tо) / (273 + tк).
10. Теоретическая мощность, затрачиваемая компрессором на адиабатическое сжатие холодильного агента: N т =M а · l, кВт. 11. Индикаторная мощность, затрачиваемая в действительном рабочем процессе на сжатие холодильного агента в цилиндре компрессора: Ni = Nт / ηi, кВт, где ηi – индикаторный КПД, учитывающий энергетические потери от теплообмена в цилиндре и от сопротивления в клапанах при всасывании и нагнетании: ηi = λw + b · tо, - для аммиака b = 0,001; - для фреона b = 0,0025.
12. Эффективная мощность – мощность на валу компрессора с учётом механических потерь (трение и т.д.): Ne = Ni / η;мех, кВт, где η;мех = 0,7…0,9 – механический КПД.
13. Мощность на валу электродвигателя: Nэл = Ne / ηэл, кВт, где ηэл = 0,8…0,9 - коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя. Приложение 1 Таблица для выбора исходных данных
|
