Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Описание работы холодильной машины






Цель работы

Целью работы является приобретение навыков расчета основных элементов одноступенчатого холодильного поршневого компрессора.

 

 

Исходные данные для расчетной части

- требуемая холодопроизводительность компрессора Q0 = 60 кВт;

- температура кипения холодильного агента T0 = 275К = 20C;

- температура конденсации холодильного агента Tk= 308К = 350С;

- тип холодильного агента – R22;

- исполнение компрессора – бессальниковый;

- вид термодинамического цикла – регенеративный;

 

Порядок выполнения работы

Данный регенеративный цикл применяют преимущественно для хладновых холодильных машин, так как хладоны имеют большие необратимые потери, связанные с дросселированием. Прежде всего, регенеративный теплообменник необходим для организации циркуляции масла в холодильной машине. Из испарителя рабочее вещество отбирается в состоянии сухого насыщенного пара (или влажного пара со степенью сухости 0, 95 – 0, 98), поэтому вместе с паром из испарителя выходят капельки жидкого рабочего вещества, в котором растворено масло. В теплообменнике жидкое рабочее вещество испаряется, а масло по всасывающему трубопроводу возвращается в компрессор. Если удаление масла из испарителя не организовать, то его концентрация в испарителе будет постоянно расти, что негативно скажется на эффективности машины. Кроме того, регенеративный теплообменник защищает компрессор от гидравлического удара, то есть от попадания жидкого рабочего вещества в цилиндр компрессора, приводящего к аварии. Также перегрев рабочего вещества ведет к повышению объемных и энергетических коэффициентов компрессоров объемного принципа действия.

Описание работы холодильной машины

 


Рисунок 1.Схема одноступенчатой холодильной машины с бессальниковым компрессором.

 

Рабочее вещество в состоянии сухого насыщенного пара (точка 7) выходит из испарителя(V), поступает в регенеративный теплообменник(III), где капельки жидкого рабочего вещества испаряются за счет теплообмена с горячим рабочим веществом из конденсатора (II) (процесс 7-8). Далее в перегретом состоянии (точка 8) хладагент поступает во всасывающую полость компрессора и проходя обмотки электродвигателя дополнительно подогревается (процесс 8-1) (I), где изоэнропно сжимается (процесс 1-2) и направляется в конденсатор (II), где за счет теплообмена с окружающей средой охлаждается до сухого насыщенного пара(процесс 2-3) и конденсируется (процесс 3-4).Далее сконденсировавшаяся жидкость поступает в регенеративный теплообменник (III), где за счет теплообмена с холодным рабочим веществом, идущим из испарителя, охлаждается (процесс 4-5).После теплообменника жидкость поступает к дросселирующему органу, где жидкость дросселируется с Pk до Po (процесс 5-6), далее кипящая жидкость поступает в испаритель(V), где забирает теплоту от продукта (процесс 6-7).Цикл повторяется.

Для теплового расчета одноступенчатой холодильной машины с регенеративным теплообменником необходимо вписать ее цикл в термодинамическую диаграмму lg p-h.

Давление конденсации Pk и давление кипения Po определяем по термодинамическим свойствам холодильного агента R22(хладон 22).

Давление конденсации R22, Па, Pk = 13, 55 × 105 Па при температуре конденсации tk =35oС.

Давление кипения R22, Па, Po= 5, 3 × 105 Па при температуре кипения to = 2oC.

Температура рабочего вещества в точке 8 определяется из условия соблюдения перегрева на всасывании в компрессор (Δ t=20oC[1.c.88])

Температуру в точке 8 определяем по формуле:

 

t8=to+Δ t=2+20=22oС

 

Температурой в точке 1 задаемся нагревом рабочего вещества в электродвигателе (Δ t =30÷ 40[1, c.89]):

 

t1=t8+30=52oC

Положение точки 2 определяется как пересечение соответствующих адиабат и изобар.

Положение точки 3 определяем на правой пограничной кривой при давлении конденсации.

Положение точки 4 определяем на левой пограничной кривой при давлении конденсации.

Положение точки 5 определяется из теплового баланса регенеративного теплообменника:

 

h5=h4-(h8-h7) (1)

 

h5=243-(420-405)=228 кДж/кг

 

Таблица 1 Параметры узловых точек цикла холодильной машины.

Параметры Номера узловых точек
               
Давление, Р, МПа 5, 3 13, 55 13, 55 13, 55 13, 55 5, 3 5, 3 5, 3
Температура, Т, оС                
Энтальпия, h, кДж/кг                
Энтропия, S, кДж/кг*К 1, 87 1, 87 1, 72 1, 14 1, 08 1, 01 1, 75 1, 79
Уд. Объем, V, м3/кг 0, 054 0, 025 0, 017 0, 0015 - 0, 007 0, 042 0, 048
Паросодержание, X, кг\кг - -     - 0, 35   -

Удельная холодопроизводительность определяется по формуле

 

qo=h7-h6 (2)

 

 

Где h6, h7 – удельные энтальпии R22 в соответствующих узловых точках 6 и 7 кДж/кг, (таблица1).

Удельная холодопроизводительность qo находим по формуле 2:

 

qo= 405 – 228 =177 кДж/кг

 

Удельная теплота, отводимая от рабочего вещества в конденсаторе находится по формуле:

 

qk= h 3 -h4 (3)

 

Где h3, h4 – удельные энтальпии R22 в соответствующих точках 3 и 4 кДж/кг, (таблица 1).

 

Удельную теплоту, отводимую от рабочего вещества в конденсаторе находим по формуле 3 и равна:

 

qk=410-243=167 кДж/кг

 

Массовый расход рабочего вещества Ga находим по формуле:

 

Ga=Qo/qo (4)

 

Массовый расход рабочего вещества Ga по формуле 4 равен:

 

Ga=60/177=0, 339 кг/с

 

Удельная изоэнтропная работа цикла находится по формуле:

 

Ls=h2-h1 (5)

 

Где h1, h2 –удельные энтальпии R22 в соответствующих узловых точка 1 и 2 кДж/кг, (таблица 1).

 

Удельная изоэнтропная работа цикла находится по формуле 5 и равна:

 

Ls=465-440=25 кДж/кг

 

Изоэнтропную мощность компрессора находим по формуле:

 

Ns=Ga× Ls (6)

 

Изоэнтропную мощность компрессора находим по формуле 6:

 

Ns=0, 339× 25=8, 475 кВт

 

Действительная объемная производительность компрессора находится по формуле:

 

Vд=Ga× V1 (7)

 

Действительная объемная производительность компрессора по формуле 7 равна:

 

Vд=0, 339× 0, 054=0, 0183 м3

 

Теоретический холодильный коэффициент находим по формуле:

 

Ԑ т=Qo/Ns (8)

 

Теоретический холодильный коэффициент находим по формуле 8 и равен:

 

Ԑ т=60/8, 475=7, 1

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.