Задание на проектирование и пример расчета (Построение и расчет холодильного цикла)

Температура в камере -23 =t кам

Температура воды 20 = t вд

Холодопроизводительность 20 кВт=Q р

Хладагент R 134

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 t кам – температура воздуха в камере, °C; ∆ t = 7…10 °C,

перепад температур между воздухом в камере и кипящего холодильного агента, °C.

t 0=-23-8=-31

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.

tк=20+8= 28

Температура всасывания [ tвс] зависит от условий работы компрессора. Она равна:

tвс = t 0 + ∆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 работе следует брать ∆t = 0 °C.

t вс= -31+0= -31

Температура жидкого холодильного агента перед дроссельным вентилем [ tп ] зависит отналичия в холодильной машине переохладителя или регенеративного теплообменника.

Изображение цикла следует начинать с нанесения линий t о 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.
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, когда x = 0. Из точки 3 проводится вертикально вниз линия до пересечения с изотермой t0. Получается точка 4, характеризующая процесс дросселирования от Pк до P0.

Таблица основных параметров характерных точек цикла

По данным из 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:

e = qо / l, кг/с

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:

q v = q0 / v1', кДж/м³.

8. Действительная объёмная производительность компрессора, то есть объём паров, отбираемых компрессором из испарителя:

V д = M а · V1' = Q 0 / 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 = T 0 / T к = ( 273 + t 0) / ( 273 + t к ).

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:

N i = N Т / 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 · t о,

- 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 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.

Поиск по сайту: