Построение цикла холодильной машины и определение параметров хладагента.

Построение цикла одноступенчатой холодильной машины

Построение цикла производится в следующей последовательности.

1. На h-lgP (s-Т) диаграмму наносят изотермы, определяющие режимы работы установки: t₀, t_k, t_n, t_вc.

2. По температурам t₀ и t_k находят соответствующие изобары Р₀ и Р_k в области перегретого пара и переохлаждённой жидкости.

3. В результате построения на диаграмме находят следующие опорные точки:

1’ - на пересечении изотермы t₀ с линией сухого насыщенного пара

2’ - на пересечении изотермы t_k с линией сухого насыщенного пара

3’ - на пересечении изотермы t_k с линией жидкости

3 - на пересечении изотермы t_n с изобарой Р_k в области переохлаждённой жидкости.

4. На пересечении линии t_вc и Р₀ в области перегретого пара находят точку 1, характеризующую состояние пара, всасываемого компрессором.

5. Через точку 1 проводят линию постоянной энтропии (адиабату) до пересечения с изобарой Р_k в точке 2, которая определяет состояние пара в конце сжатия.

6. На пересечении линии постоянной энтропии, проходящей через точку 3, с изотермой t₀ и изобарой Р₀ в области влажного пара находят точку 4, характеризующую состояние хладагента после дросселирования в регулирующем вентиле.

Параметры хладагента в узловых и промежуточных точках цикла представленных в таблице:

Номер точки	t, °С	P, MПа	V, м3/кг	h, кДж/кг	S, кДж/кгK	состояние
1	0	0.29	0.54	1675	9	перегретый пар
1’	-10	0.29	0.419	1671	8.95	насыщенный пар
2	125	1.55	0.115	1950	9	перегретый пар
2’	40.5	1.56	0.083	1711	8.35	сухой насыщенный пар
3	35.5	1.55	0.096	583	4.75	переохлажденная жидкость
3’	40.5	1.56	0.083	609	4.83	жидкость
4	-10	0.29	0.07	370	4.8	влажный пар

Тепловой расчет одноступенчатого поршневого компрессора

Холодопроизводимость компрессора определяем:

Q₀ = , где k = 1,05, b = 0,9

Q₀ = = 52613,3 Вт

Определяем холодопроизводительность 1кг хладагента:

q₀ = h_1’ - h₄

q₀ = 1671 - 370 = 1301 кДж/кг

Рассчитываем массовую производительность компрессора:

M =

M = = 0,04044 кг/с

Определяем объёмную производительность компрессора:

V_д = M * V₁

V_д = 0.04044 * 0.54 = 0.0218 м³/c

Определяем коэффициент подачи компрессора:

λ =

= 5,3 < 8

Определяем объём, описываемый поршнями компрессора:

V = V_д /λ

V = 0.0218/

Подбираем количество компрессоров:

Вычисляем теоретическую(адиабатную) мощность компрессора:

N_Т = M * (h₂ + h₁)

N_Т = 0,04044*(1950-1675) = 11,121 кВт

Определяем действительную (индикаторную) мощность компрессора:

N_i = N_T /η_i

N_i = 11,121/0,8 = 13,9 кВт

Рассчитываем эффективную мощность на валу компрессора:

N_e = N_i /η_M

N_e = 13,9 /0,85 = 16,4 кВт

Определяем тепловой поток в конденсаторе:

а)действительный с учетом потерь в процессе сжатия:

Q_k = Q₀ + N_i

Q_k = 52.6133 + 13,9 = 66,515 кВт

б) теоретический по разности удельных энтальпий в теоретическом цикле с учетом переохлаждения в конденсаторе:

Q_k = M * (h₂ – h₃)

Q_k = 0,04044 * (1950 – 583) = 55,3 кВт

18