Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Основные теоретические положения




ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Лабораторная работа № 2

Контрольные вопросы

Требования к отчету

 

Отчет должен содержать:

- схему установки и краткое ее описание,

- журнал наблюдений,

- hd - диаграмму, с нанесенными в ней процессами,

- все необходимые расчеты.

1. Если температура воздуха больше температуры насыщения водяного пара при давлении смеси, то может ли воздух быть насыщенным?

2. Доказать, что водяной пар при атмосферных температуре и давлении можно считать идеальным газом.

3. Доказать справедливость соотношения (3) для влажного воздуха.

4. Показать, что чем больше влажность воздуха, тем меньше его плотность.

5. В каких случаях паросодержание воздуха максимально?

6. Объяснить методику построения hd - диаграммы.

7. Показать в hd - диаграмме основные процессы с влажным воздухом.

Цель работы – изучение конструкции и принципа действия холодильных машин на примере паровой компрессионной холодильной установки, по результатам измерений построить термодинамический цикл в TS - диаграмме и определить эффективность цикла.

 

 

Холодильные машины предназначены для охлаждения тел ниже температуры окружающей среды и непрерывного поддержания заданной низкой температуры.

Холодильные установки работают по обратным тепловым циклам. Обратным называют цикл, в котором работа сжатия превышает работу расширения и за счет подведенной работы теплота передается от холодного источника к горячему. Под холодным источником следует понимать охлаждаемое помещение, под горячим источником – окружающую среду.

Согласно первому закону термодинамики

, (16)

т.е. горячему источнику в обратном процессе передается теплота q 1 равная сумме теплоты q 2, отбираемой от холодного источника, и теплоты, эквива-лентной подводимой в цикле работе ,.

Рабочее тело холодильных установок называют хладоагентом, Так же как и в теплосиловой установке холодильная установка включает в себя устройство для сжатия рабочего тела (компрессор или насос) и устройство, в котором происходит расширение хладоагента. Расширение хладоагента может происходить с совершением полезной работы в детандерах (поршне-вая машина или турбомашина) и без совершения ее при дросселировании.

Эффективность холодильной установки определяется с помощью холодильного коэффициента , численно равного отношению количества теплоты q 2 (количества вырабатываемого холода) к затраченной работе :

(17)

На рисунке 4 в TS - диаграмме изображен цикл идеальной холодильной установки, в которой осуществляется обратный обратимый цикл Карно. Этот цикл осуществляется между горячим источником с температурой Т гор.ист. (например, температура окружающей среды) и холодным источником с температурой T хол.ист. Хладоагент, состояние которого определяется точкой 1, обратимо расширяется в детандере по адиабате 1-2 до температуры Т 2, которая меньше температуры Т хол.ист. на бесконечно малую величину dT.

Затем осуществляется изотермии-ческое расширение хладоагента 2-3, в процессе которого рабочее тело отби-рает теплоту от холод­ного источника в количестве

. (18)

По достижении точки 3 осуществляется адиабатное сжатие хладоагента от температуры Т 2 до температуры Т1 =T гор.ист + dТ.

Затем осуществляется изотермии-ческий процесс 1 =const) отвода теплоты от хладоагента к горячему источнику:

. (19)

За счет отвода теплоты удельный объем хладоагента уменьшается, и хладоагент возвращается в исходное состояние 1. Цикл замыкается.

Согласно (17), при условии S 1 = S 2 и S 3 = S 4, получаем для обратимого обратного цикла Карно:

. (20)

Для обратимого холодильного цикла произвольной конфигурации, пока-занного на рис. 10, холодильный коэффициент может быть найден по формуле

, (21)

где – средние температуры подвода и отвода теплоты в цикле.

Так же как и в случае теплосиловых циклов, циклы реальных холодильных установок отличаются от циклов Карно.

Осуществить в холодильной установке подвод и отвод теплоты по изотермам удается в том случае, если в качестве хладоагента используется влажный пар какой-либо легкокипящей жидкости. В этом смысле холодильный цикл напоминает теплосиловой цикл Ренкина.

Схема холодильной установки, осуществляющей цикл с влажным паром, представлена на рисунке 6, а цикл в TS - диаграмме изображен на рисунке 7.

 

Сжатый в компрессоре 3 до давления р 1 влажный пар поступает в охладитель (конденсатор) 4, где за счет отдачи теплоты происходит конденсация хладоагента. Процесс конденсации происходит по изобаре-изотерме 4-1. В точке 1 TS -диаграммы имеем жидкость в состоянии насыщения.

 

Создание детандера, в котором расширяется и совершает работу смесь сухого насыщенного пара и насыщенной жидкости представляет собой трудную задачу. Поэтому в парокомпрессионных холодильных установках используется процесс расширения хладоагента без отдачи внешней работы, т.е. процесс дросселирования. В области влажного пара дифференциальный дроссель-эффект . Это значит, что при дросселировании влажного пара температура его всегда понижается. Процесс дросселирования 1-2 происходит, при постоянной энтальпии пара h и с ростом энтропии S в дроссельном (редукционном) вентиле 1.

При выходе из редукционного вентиля влажный пар направляется в помещенный в охлаждаемом объеме испаритель 2, где за счет теплоты, отбираемой от охлаждаемых тел, содержащаяся во влажном паре жидкость испаряется. Этот изобарно-изотермический процесс изображен линией 2-3 на рисунке 7.

Из испарителя пар подается в компрессор, где адиабатно сжимается от давления р2 до давления р1. Пар, выходящий из компрессора, перегрет. Затем пар направляется в конденсатор, и цикл замыкается.

В рассматриваемом цикле холодильной установки работа сжатия хладоагента в компрессоре равна разности энтальпий:

(22)

Теплота, подводимая к хладоагенту

(23)

Тогда величина холодильного коэффициента равна:

(24)




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-08; Просмотров: 581; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.