Задача 6
П
аровая
компрессорная установка с дроссельным
вентилем использует пары низкокипящих
жидкостей. Компрессор всасывает влажный
насыщенный пар степенью сухости X1
и сжимает его адиабатно, превращая в
сухой насыщенный пар при давлении,
соответствующем температуре насыщения
(конденсации) t2
= t3.
Из компрессора пар хладагента поступает
в конденсатор, где он превращается в
жидкость, которая затем проходит через
дроссельный вентиль, вследствие чего
жидкость частично испаряется, а
температура понижается до t4
= t1.
При этой температуре хладагент поступает
в охлаждаемое помещение (рефрижератор),
где воспринимает тепло, испаряется,
образуя влажный насыщенный пар со
степенью сухости X1,
и снова направляется в компрессор.
Определить
1. Удельную холодопроизводительность q хол (кДж/кг).
2. Часовой расход хладагента G (кг/с)
3. Теоретическую мощность компрессора Nk (kBt).
4. Тепло, отданное в конденсаторе, q (кДж/кг).
5. Холодильный коэффициент ε.
6. Холодильный коэффициент цикла Карно в интервале температур данного цикла, εк.
Значение величин t1 ,t3 ,Qхол и наименование хладагента выбрать из таблиц 1, 2 по заданному шифру.
Таблица 1
Последняя цифра шифра |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
Наименование хладоагенга |
NH3 |
СО2 |
фреон 12 |
СО2 |
NH3 |
фреон 12 |
NH3 |
фреон 12 |
СО2 |
NH3 |
Хладопроизводительность Qxojl, кВт |
50 |
100 |
150 |
120 |
180 |
200 |
250 |
75 |
120 |
140 |
Таблица 2
Предпоследняя цифра шифра |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
Температура испарения t1°C |
-5 |
-10 |
-15 |
-20 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-15 |
-10 |
Температура конденсации t3°C |
10 |
15 |
20 |
25 |
20 |
25 |
20 |
15 |
10 |
20 |
Результаты расчетов представить в таблице 3.
Таблица 3
Вариант |
q хол ,кДж/кг |
G ,кг/с |
Nk ,kBt |
q ,кДж/кг |
ε |
εк |
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
Назовите типы существующих холодильных установок и способы передачи в них теплоты с более низкого температурного уровня на более высокий температурный уровень.
Почему в газокомпрессорной холодильной установке нецелесообразна замена детандера дросселем?
Термодинамические свойства жидкости и насыщенного пара хладагентов представлены в таблицах 4, 5, 6. Таблица 4
Термодинамические свойства насыщенного пара и жидкости фреона 12
t°С |
Р бар |
s' кДж/(кг·К) |
s" кДж/(кг·К) |
h' кДж/кг |
h" кДж/кг |
-25 |
1,238 |
4,110 |
4,780 |
397,0 |
562,0 |
-20 |
1,510 |
4,118 |
4,765 |
400,5 |
564,0 |
-15 |
1,826 |
4,136 |
4,761 |
405,0 |
566,4 |
-10 |
2,191 |
4,153 |
4,759 |
409,5 |
568,9 |
-5 |
2,609 |
4,170 |
4,756 |
414,0 |
571,2 |
0 |
3,086 |
4,187 |
4,754 |
418,7 |
573,6 |
5 |
3,624 |
4,204 |
4,752 |
423,4 |
575,9 |
10 |
4,230 |
4,220 |
4,750 |
428,1 |
578,1 |
15 |
4,911 |
4,237 |
4,748 |
433,0 |
580,3 |
20 |
5,667 |
4,254 |
4,747 |
437,9 |
582,5 |
25 |
6,508 |
4,270 |
4,745 |
442,8 |
584,5 |
30 |
7,434 |
4,287 |
4,744 |
447,9 |
586,5 |
Таблица 5
Термодинамические свойства насыщенного пара и жидкости аммиака (NН3)
t°С |
Р бар |
s' кДж/(кг·К) |
s" кДж/(кг·К) |
h' кДж/кг |
h" кДж/кг |
-35 |
0,933 |
3,567 |
9,334 |
260,0 |
1632,9 |
-30 |
1,195 |
3,660 |
9,249 |
282,2 |
1640,8 |
-25 |
1,516 |
3,751 |
9,167 |
304,4 |
1648,3 |
-20 |
1,902 |
3,841 |
9,090 |
327,6 |
1655,9 |
-15 |
2,363 |
3,929 |
9,015 |
350,0 |
1662,6 |
-10 |
2,909 |
4,016 |
8,944 |
372,6 |
1669,3 |
-5 |
3,549 |
4,102 |
8,876 |
395,7 |
1675,1 |
0 |
4,244 |
4,187 |
8,809 |
418,7 |
1681,0 |
5 |
5,157 |
4,271 |
8,746 |
441,7 |
1686,4 |
10 |
6,150 |
4,353 |
8,684 |
465,2 |
1691,0 |
15 |
7,283 |
4,435 |
8,624 |
488,6 |
1695,7 |
20 |
8,572 |
4,516 |
8,566 |
512,5 |
1699,4 |
25 |
10,03 |
4,595 |
8,509 |
536,3 |
1703,2 |
30 |
11,67 |
4,675 |
8,454 |
560,2 |
1705,7 |
Таблица 6
Термодинамические свойства насыщенного пара и жидкости углекислоты (СО2)
t°С |
Р бар |
s' кДж/(кг·К) |
s" кДж/(кг·К) |
h' кДж/кг |
h" кДж/кг |
-30 |
14,28 |
2,851 |
4,100 |
430,8 |
734,4 |
-25 |
16,99 |
2,890 |
4,070 |
440,9 |
734,7 |
-20 |
19,69 |
2,930 |
4,052 |
451,0 |
735,0 |
-15 |
22,90 |
2,970 |
4,028 |
461,5 |
734,5 |
-10 |
26,47 |
3,010 |
4,003 |
472,2 |
733,6 |
-5 |
30,43 |
3,050 |
3,977 |
483,3 |
731,8 |
0 |
34,82 |
3,092 |
3,950 |
495,0 |
729,4 |
5 |
39,66 |
3,136 |
3,915 |
507,3 |
724,2 |
10 |
44,99 |
3,179 |
3,879 |
520,4 |
718,5 |
15 |
51,14 |
3,228 |
3,889 |
535,4 |
711,0 |
20 |
57,29 |
3,278 |
3,800 |
550,4 |
703,6 |
25 |
64,36 |
3,345 |
3,748 |
571,0 |
691,2 |
30 |
72,11 |
3,454 |
3,658 |
602,5 |
664,1 |