Схема и цикл парокомпрессионной холодильной установки
Хладоагентами (ХА) парокомпрессионных холодильных установок являются пары низкокипящих жидкостей: аммиака (NH3), фреонов (CmHnFxCly). На рис. 10.6 и 10.7 представлены схема и цикл парокомпрессионной холодильной установки.
Обозначения: К- компрессор; КН – конденсатор; ДВ- дроссельный вентиль; И – испаритель; ЭД – электродвигатель; t¢хл, t¢¢хл -температуры хладоносителя. Цифры на схеме (рис. 10.6) соответствуют узловым точкам обратимого цикла 1-2-3-4 (рис. 10.7) Хладоноситель – жидкость, не замерзающая при низких температурах (этиленгликоль, пропиленгликоль), используемая для транспортировки холода. Для понижения температуры ХА в парокомпрессионных холодильных установках используется дроссельный вентиль. В процессе дросселирования 3-4 энтальпия ХА не изменяется (h3 = h4). Теплота, необходимая для испарения ХА в испарителе, забирается от хладоносителя. Удельная холодопроизводительность обратимого цикла
Затрачиваемая работа в цикле (работа компрессора)
Теплота, отводимая в процессе охлаждения и конденсации ХА,
Холодильный коэффициент обратимого цикла
Если пренебречь разностью температур в процессах теплообмена между хладоагентом и водой, охлаждающей конденсатор, между хладоагентом и хладоносителем в испарителе, то можно принять, что Tx = T1, Tоc= Т3 . В парокомпрессионной холодильной установке в интервале температур Tx – Tоc возможно осуществить цикл Карно 1¢-2¢-3-4¢ с холодильным коэффициентом
Эксергетический КПД обратимого цикла парокомпрессионных холодильных установок
что говорит о высокой степени термодинамического совершенства паровых циклов. Действительный цикл парокомпрессионной холодильной установки представлен на рис. 10.8. Затрачиваемая работа с учетом всех потерь
Холодильный коэффициент установки
Эксергетический КПД холодильной установки
Преимущество парокомпрессионных холодильных установок, по сравнению с газовыми, в том, что они имеют более высокий эксергетический КПД, меньшие габариты, большую удельную холодопроизводительность. Они применяются для получения холода в области умеренных температур (t > -100 0С), широко используются в промышленности и в быту. Методические указания Почему в теплотрансформаторах осуществляются обратные циклы? Это можно понять, если сравнить назначение теплотрансформаторов с назначением тепловых двигателей. В теплотрансформаторах теплота передается от холодного тела к горячему и этот процесс требует затраты работы. Назначение тепловых двигателей – получить полезную работу за счет тепла горячего источника; не превращенное в работу тепло самопроизвольно переходит к холодному источнику. Важно разобраться с коэффициентами, оценивающими эффективность циклов теплотрансформаторов ( ). Коэффициенты зависят от температур источников тепла и не могут использоваться для сравнения по эффективности одноименных теплотрансформаторов, работающих в разных температурных интервалах. Показателем термодинамического совершенства любых теплотрансформаторов является эксергетический КПД ( ). Необходимо понимать особенности работы и применения газовых (воздушных) и парокомпрессионных холодильных установок: · почему в газовых холодильных установках не применяется дроссельный вентиль вместо громоздкого детандера; · почему термодинамическая эффективность циклов парокомпрессионных холодильных установок существенно выше, чем газовых; · в каких установках больше расходы ХА и почему; · как можно увеличить холодопроизводительность парокомпрессионных холодильных машин и т.д. Задачи 1. В цикле воздушной холодильной установки параметры воздуха на входе в компрессор p1 = 1 бар, t = -10 0С, параметры воздуха на входе в детандер p3 = 5 бар, t3 = 15 0С. Определить удельную холодопроизводительность (qx), затрачиваемую работу (l), холодильный коэффициент (et) и эксергетический КПД ( ) обратимого цикла. Теплоемкость воздуха принять постоянной согласно молекулярно-кинетической теории газов. Решение Схема и обратимый цикл воздушной холодильной установки приведены на рис. 10.2-10.4. Рассчитываются температуры в узловых точках цикла T2 и T4 по уравнению (4.48). (Для воздуха - двухатомный газ - показатель адиабаты k = 1,4): Затрачиваемая работа при условии постоянной теплоемкости определяется по формуле
Удельная холодопроизводительность
Холодильный коэффициент обратимого цикла
Холодильный коэффициент цикла Карно
Эксергетический КПД обратимого цикла
Ответы: qx = 81,2 кДж/кг, l = 47,3 кДж/кг, et = 1,72, = 0,163. 2. Компрессор аммиачной холодильной установки всасывает мокрый пар при давлении p1 =1,9 бар, степени сухости x1 = 0,9 и сжимает его адиабатно до давления p2 = 8,57 бар, при этом пар становится сухим насыщенным. Определить холодопроизводительность (qx), отводимое в конденсаторе тепло (q0), работу компрессора (lk), внутренний относительный КПД ( ), холодильный коэффициент и эксергетический КПД действительного цикла (eд, ). Решение Действительный цикл (1-2д-3-4), осуществляемый в аммиачной холодильной установке, представлен на рис. 10.9. Энтальпии (h) в узловых точках цикла определяются с помощью таблицы насыщенного пара аммиака (табл. 3 Приложения). Энтальпия и энтропия аммиака на входе в компрессор (h1, s1) рассчитываются по формулам (5.2), (5.4). Параметры берутся из табл.3 при p1 = 1,9 бар: При p2 = 8,57 бар из табл.3 находятся значения h2д = h¢¢ = 1699,4 кДж/кг, h3 = h4 = h¢ = 512,5 кДж/кг. Степень сухости x2 рассчитывается по формуле (5.7) через энтропию
энтальпия h2 рассчитывается по формуле (5.2): Удельная холодопроизводительность
Теплота, отводимая в конденсаторе,
Работа компрессора
Внутренний относительный КПД компрессора
Холодильный коэффициент действительного цикла
По давлениям p1 и p2 из табл.3 находятся tx = - 20 0С, tоc = 20 0С, рассчитывается холодильный коэффициент обратного цикла Карно (по формуле (10.2)) и эксергетический КПД действительного цикла
10.6 Ответы: 11. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1349)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |