Министерство Высшего Образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский Университет Сервиса и Экономики

Курсовая работа по предмету

“Теоретические процессы бытовых машин и приборов”

Работу выполнил

студент 3 курса

ИСАКиБТ группы 2303:

Работу проверил:

Санкт - Петербург

2008 г.

Содержание

Введение Лист

1. Расчетная часть

1. Расчет термодинамического цикла компрессорного холодильника

2. Тепловой расчет поршневого компрессора

3. Газодинамический расчет поршневого компрессора

4. Динамический расчет поршневого компрессора

2. Вывод

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ:

В природе осуществляется непрерывный переход тепла от тел с высокой температурой к телам с низкой температурой, т.е. происходит естественное охлаждение, при котором предельная температура охлаждаемого тела зависит от температуры охлаждающих тел. При естественном охлаждении нельзя получить температуру тела ниже температуры источника охлаждения. Это возможно с помощью искусственного охлаждения, создаваемого специальными устройствами, которых осуществляется с затратой энергии работа. В бытовых холодильниках для выработки холода используется холодильный агрегат с поршневым компрессором, который обеспечивает совершение рабочим телом обратного кругового процесса с изменением фазового состояния. Рабочее тело находится в состоянии насыщенной или переохлажденной жидкости, сухого, насыщенного, перегретого или влажного пара. Рабочее тело в цикле холодильной машины заданных термодинамических процессах. От того, как совершаются эти процессы, зависит эффективность холодильной машины. Задача термодинамического анализа, основанная на первом и втором законах термодинамики, состоит в том, чтобы выяснить предельно возможную эффективность цикла холодильной машины и обратить внимание на те элементы машины, улучшение которых способно больше всего повлиять на рост эффективности.

Основными элементами паровой холодильной машины являются: компрессор, конденсатор, испаритель и устройство для расширения рабочего тела. Выбор типа тепловой холодильной машины зависит, прежде всего, от температуры окружающей среды. Из испарителя пар всасывается компрессором, где свободно сжимается под давлением конденсации. В конце процесса сжатия в компрессоре получается сухой насыщенный пар. После сжатия хладагент поступает в конденсатор, где конденсируется за счет отвода теплоты в окружающую среду. При этом давление и температура конденсации остаются постоянными, в детандере происходит адиабатное расширение от давления конденсации до давления кипения. В испарителе хладагент кипит при постоянном давлении и температуре за счет подвода теплоты источника низкой температуры. Рабочее тело совершает обратный цикл Карно. В этом случае цикл и схема являются теоретическими. На рис. 2 дана схема холодильной машины с дросселированием в области влажного пара с всасывание перегретого пара. В этом случае процесс адиабатного расширения в детандере с получением внешней работы заменен процессом дросселирования. Это связано с тем, что в холодильных машинах работа созданная детандером мола по сравнению с работой компрессора для упрощения схемы и сокращения затрат на изготовление используют дроссель (капиллярную трубку). Отличием данной схемы является то, что компрессор всасывает сухой насыщенный пар или перегретый пар. Это объясняется тем, что в современных холодильниках с поршневыми компрессорами подавать влажный пар в компрессор опасно, это может привести к гидроудару. Влажный пар во всасывающем трубопроводе подсушивается. Замена детандера дросселем влечет за собой появление необратимых потерь, связанных с дросселированием, удельная холодопроизводительность уменьшается.

При всасывании сухого насыщенного или перегретого пара температура хладагента в конце процесса сжатия установится выше температуры окружающей среды. Это вызывает дополнительные необратимые потери. Применение теплообменных аппаратов с интенсивным теплообменником является одним из путей экономии энергии при получении холода. Необратимые потери, связанные с теплообменом, при уменьшении разности температур между рабочим телом и внешним источником сокращаются. Охлаждение жидкого хладагента перед дросселированием можно осуществить за счет холодного пара, идущего из испарителя, т.е. необходимо применить регенерацию. Холодный пар, выходящий из испарителя (рис.1) в состоянии (а) направляется в регенеративный теплообменник, где он нагревается (а-1) за счет теплого хладагента, выходящего из конденсатора, который при этом охлаждается (3-4). В результате регенерации удельная холодопроизводительность увеличивается на величину: ∆q_o = i₆ –i₅. Одновременно увеличивается работа компрессора на ∆1_к эквивалентно площади 1-2-b-а. Эффективность этого метода зависит от соотношения ∆q_о/∆1_к, т.е. термодинамических свойств рабочего тела. Регенеративный цикл применяется для рабочих тел с относительно большими потерями, связанными с перегревом.

Рис. 1. Схема парокомпрессионной холодильной машины с регенеративным теплообменником