Элементы химической термодинамики

Циклы холодильных установок

Задача 37.

В воздушной холодильной установке поступающий из холодильной камеры (рефрижератора) в компрессор воздух имеет температуру t ₃ °С при давлении р ₂ = 0,1 МПа. В компрессоре воздух адиабатно сжимается до давления
р ₁ МПа, а затем при постоянном давлении охлаждается в охладителе до температуры t ₁ °С. После охладителя воздух поступает в детандер, где адиабатно расширяется до давления р ₂, после чего снова направляется в холодильную камеру, где отбирает теплоту q ₂ от охлаждаемого вещества и нагревается до температуры t ₃. Определить температуру воздуха за компрессором t ₄; температуру воздуха, поступающего в холодильную камеру t ₂; теоретическую удельную работу, затраченную на осуществление цикла; теоретическую удельную холодопроизводительность; теоретический холодильный коэффициент цикла; холодильный коэффициент цикла Карно в том же интервале температур. Определить также расход холодильного агента и теоретическую мощность, необходимую для привода компрессора, если холодопроизводительность установки должна составлять Q = 200 кВт. Теплоемкость воздуха считать постоянной и равной с _р = 1,012 кДж/(кг∙К), k = 1,4.

Задача 38.

Компрессор холодильной установки всасывает пар фреона-12 при t ₃ °С и степени сухости х ₁ и изоэнтропийно сжимает его до давления, при котором степень сухости х ₂ = 1.

Из компрессора фреон-12 поступает в конденсатор, где охлаждается водой с температурой на входе t _1в °С, а на выходе t _2в = 20 °С.

В дроссельном вентиле жидкий фреон-12 дросселируется до состояния влажного насыщенного пара, после чего направляется в испаритель, из которого выходит со степенью сухости х ₁. Теплота, необходимая для испарения фреона-12, подводится из охлаждаемой камеры.

Определить теоретическую мощность двигателя холодильной установки, часовой расход фреона-12 и охлаждающей воды, если холодопроизводительность установки Q = 60 кВт.

Задача 39.

Определить стандартную теплоту образования одного киломоля метана (ΔН ) , если известны следующие стандартные теплоты:

а) сгорания метана (ΔН ) = – 890943 кДж/кмоль;

б) образования жидкой Н₂О

(ΔН ) = – 286030 кДж/кмоль;

в) образования газообразной углекислоты

(ΔН ) = – 393777 кДж/кмоль.

Уравнение реакции сгорания метана:

СН₄ + 2 О₂ СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж) + (ΔН ) .

Задача 40.

Определить теплоту реакции сгорания этилена (ΔН ) , если заданы теплоты образования реагентов в кДж/кмоль:

(ΔН ) = 52327 кДж/кмоль;

(ΔН ) = – 393777 кДж/кмоль;

(ΔН ) = – 286030 кДж/кмоль.

Уравнение реакции горения этилена:

С₂Н₄ + 3 О₂ 2 СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж) + (ΔН ) .

Задача 41.

Как различаются между собой тепловые эффекты реакций Q_v и Q_p для следующих реакций?

а) С + О₂ СО₂ + Q;

б) С₂Н₄ + 3 О₂ 2 СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж) + Q;

в) 2 С + О₂ 2 СО + Q.

Дата добавления: 2014-12-17