Главная Обратная связь
Дисциплины:
Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)
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 ∆t = 0 °C .
Температура жидкого холодильного агента перед дроссельным вентилем [ tп ]зависит
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 ∆t = 0 °C .
Температура жидкого холодильного агента перед дроссельным вентилем [ tп ]зависит отналичия в холодильной машине переохладителя или регенеративного теплообменника.
В контрольной работе не учитывается наличие переохлаждения, поэтому жидкий холодильный агент поступает в дроссельный вентиль с температурой конденсации tк.
После определения tо,tк,tвс ,tппроизводится построение цикла холодильной машины в диаграмме i = lg Pдля заданного холодильного агента. Диаграмма с циклом или выкопировка должны обязательно прилагаться к контрольной работе.
Изображение цикла (рис.1) следует начинать с нанесения линий tо иtк, проведя горизонтальные линии. При пересечении tо 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 Pк, 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 Pк ) с левой пограничной кривой, когдаx= 0. Из точки 3 проводится вертикально вниз линия до пересечения с изотермой t0. Получается точка 4, характеризующая процесс дросселирования от Pкдо P0.
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
| № точек | Температура t , °C | Давление P,МПа | Энтальпия i, кДж/кг | Уд.объём v, м /кг | Степень сухости x, кг/кг |
| 1" | |||||
| 2" | |||||
| 3' | |||||
По данным таблицы определяются:
1. Удельная массовая холодопроизводительность:
q0 = 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 = q0+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 = Q0 / q0, кг/с.
7. Удельная объёмная холодопроизводительность компрессора:
qv= q0 / v1 , кДж/м³.
8. Действительная объёмная производительность компрессора, то есть объём паров, отбираемых компрессором из испарителя:
Vд = Mа· V1=Q0 / qv , м³/с.
9. Объём, описанный поршнями компрессора:
Vh = Vд/ 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 ( Pк / P0 – 1 ),
где с –относительное мёртвое пространство в компрессоре:
- для аммиачныхс =0,04…0,05;
- для фреоновыхс =0,03…0,04.
λw– коэффициент подогрева, учитывающий объёмные потери от нагрева холодильного агента в цилиндре компрессора.
λw = T0 / Tк = (273 + t0) / (273 + tк ).
10. Теоретическая мощность, затрачиваемая компрессором на адиабатическое сжатие холодильного агента:
Nт=Mа · 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 / ηмех , кВт,
где ηмех = 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.
Вопросы для самопроверки
1 Принципиальная схема и теоретический цикл в диаграммах i-lgp и S-T парокомпрессионной холодильной машины. Назначение основных элементов ХМ и расчет цикла.
2 Классификация холодильных машин по виду используемой энергии. Области использования. Достоинства и недостатки.
3 Классификация парокомпрессионных ХМ по величине холодопроизводительности, температурам кипения, используемому хладагенту. Выбор типа ХМ и их применение.
4 Теплоиспользующие ХМ. Типы, источники энергии, области применения, энергетическая эффективность, достоинства и недостатки.
5 Термоэлектрические охлаждающие устройства. Области использования. Достоинства и недостатки.
6 Газовые /воздушные/ холодильные машины. Принципиальная схема и теоретический цикл. Области использования.
7 Преимущества и недостатки аммиачных холодильных машин. Принципиальная схема и цикл. Определение основных параметров цикла.
8 Преимущества и недостатки фреоновых холодильных машин. Области использования. Принципиальная схема и цикл фреоновой ХМ с регенеративным теплообменником.
9 Рабочие вещества ХМ (хладагенты и хладоносители). Основные свойства. Влияние на энергетическую эффективность и надежность работы ХМ.
10 Определение количества циркулирующего хладагента по заданной тепловой нагрузке испарителе и условиям работы ХМ.
11 Преимущества и недостатки двухступенчатых ХМ. Области их использования. Расчет количества циркулирующего хладагента в зависимости от схемы машин.
13 Основные термодинамические свойства хладагентов, их влияние на энергетическую эффективность и надежность работы ХМ.
14 Основные физико-химические свойства хладагентов, их влияние на конструктивные особенности и надежность работы ХМ.
15 Хладоносители. Основные свойства, выбор, влияние на энергетическую эффективность и надежность ХМ.
16 Типы холодильных компрессоров, используемых в парокомпрессионных ХМ. Конструктивные особенности, преимущества и недостатки, области использования.
17 Холодильные компрессоры объемного сжатия. Конструктивные особенности, области использования.
18 Расчет холодопроизводительности поршневого компрессора по заданной тепловой нагрузке испарителя и условиям работы ХМ.
19 Объемные коэффициенты поршневого компрессора. Влияние условий работы компрессора на его холодопроизводительность.
20 Энергетические коэффициенты поршневых холодильных компрессоров. Факторы, влияющие на энергопотребление компрессоров.
21 Зависимость конструкции поршневого компрессора от вида хладагента. Особенности работы компрессоров на различных хладагентах.
23 Основные характеристики поршневых компрессоров и их зависимость от рабочих условий.
24 Основные достоинства и недостатки винтовых компрессоров, области использования.
25 Основные достоинства и недостатки ротационных компрессоров, области использования.
26 Конструктивные особенности герметичных и бессальниковых компрессоров. Достоинства и недостатки, области использования.
28 Влияние температур кипения и конденсации на холодопроизводительность компрессора, графическое представление.
29 Влияние температур кипения и конденсации на энергетические характеристики поршневого компрессора.
30 Определение условий работы холодильной машины (температур кипения и конденсации, перегрева всасываемого пара и переохлаждения хладагента перед РВ) в зависимости от назначения ХМ, вида хладагента и типов теплообменных аппаратов.
31 Определение величин температурных напоров в теплообменных аппаратах (конденсаторах и испарителях) различных типов и их влияние на режим работы и энергопотребление холодильной машины.
44 Основы автоматизации холодильных систем, применяемые приборы.
|
Просмотров 1168 |
|
|
