5.2 Расчет цикла

Рассчитаем теоретический рабочий цикл, пользуясь рассмотренными диаграммами (рис. 5.1 и 5.2).

Холодопроизводительность 1 кг агента равна разности энтальпии в точках 4–1:

кдж/кг (5.1)

На энтальпийной диаграмме холодопроизводительность представляется отрезком изобары 4–1;при отсутствии переохлаждения она была бы меньше на величину отрезка 4–4', т.е. определялась бы отрезком: 4'–1.

Теоретическая работа на 1 кг агента, затрачиваемая при адиабатном сжатии и компрессоре, определяется разностью энтальпий в точках 2 и 1:

кдж/кг. (5.2)

Графически на ip - диаграмме работе соответствует проекция адиабаты 1–2 на ось абсцисс.

Тепло отданное 1кг холодильного агента охлаждающей воде или воздуху в конденсаторе (изобара 2–3), по закону сохранения энергии равно сумме кдж/кг, но оно может быть определено также разностью энтальпий холодильного агента в точках 2 и 3:

кдж/кг. (5.3)

На ip -диаграмме это тепло выражается отрезком 2–3.

Далее находим:

а) Холодильный коэффициент цикла

, (5.4)

б) Количество холодильного агента, всасываемого компрессором в течение 1ч (часовое количество циркулирующего холодильного агента)

кг/ч, (5.5)

где Q₀ – заданная холодопроизводительность машины в (1вт= 0,86 ккал/ч),

в) Объем пара, всасываемого компрессором за 1ч,

м³/ч

или с учетом уравнения (5.5),

м³/ч . (5.6)

В этих уравнениях:

– удельный объем всасываемого пара (м³!кг), который находят по диаграмме (изохора, проходящая через точку 1 или из таблиц для насыщенного пара (приложения 1, 2, 3);

кдж/м³ – удельная холодопроизводительность холодильного агента.

По величине V устанавливают размеры компрессора.

г) Теоретическую мощность, затраченную в компрессоре:

квт . (5.7)

д) Тепловую нагрузку конденсатора (по уравнению теплового баланса)

вт . (5.8)

.

Рис. 5.2. Теоретический цикл аммиачной холодильноймашины (частный случай к примеру 1).

Пример 1. Произвести тепловой расчёт аммиачной холодильной машины производительностью Q_в=25000 вт (21500 ккал/ч), работающей по теоретическому циклу при t₀= –15°С, t=30°С и t_п=25°С

По диаграмме i lg p (в приложении 8) находим (рис.5.2)

а) энтальпию сухого насыщенного пара, всасываемого компрессором (точка 1), i₁ = 397,0 ккал/кг = 1660 кдж/кг;

б) энтальпию в конце сжатия (точка 2), i₂ = 452,5 ккал/кг =1890 кдж/кг;

в) энтальпию переохлаждённого жидкого аммиака i₃=i₄ = 28.0 ккал/кг =536 кдж/кг.

г) удельный объём всасываемого пара = 0.509 м³/кг.

Затем определяем:

1) холодопроизводительностъ 1кг аммиака:

кдж/кг;

2) теоретическую работу сжатия в компрессоре:

кдж/кг;

3) тепло, отдаваемое 1кг аммиака в конденсаторе:

кдж/кг;

4) холодильный коэффициент цикла:

;

5) количество циркулирующего аммиака в течение часа:

кг/ч

6) объём паров аммиака, всасываемых компрессором:

м³/ч

или пользуясь величиной (приложение 1), получаем

м³/ч

7) теоретическую мощность, затрачиваемую в компрессоре:

квт

8) тепловую нагрузку конденсатора:

квт.

Пример 2. Машина на фреоне-12 работает в условиях предыдущего примера. Произвести тепловой расчет машины.

По диаграмме i lg p для фреона-12 (приложение 9) находим:

1. энтальпию сухого насыщенного пара, всасываемого компрессором:

i₁ =135.3 ккал/кг = 567 кдж/кг;

2. энтальпию паров фреона в конце сжатия:

i₂ = 141.5 ккал/кг = 593 кдж/кг ;

3) энтальпию жидкого фреона перед регулирующим вентилем:

i₃ = i₄ = 105.8 ккал/кг =444 кдж/кг ;

4. удельный объем всасываемого пара:

м³/кг ;

Далее определяем:

4. холодопроизводительность 1кг фреона:

кдж/кг;

4. теоретическую работу сжатия в компрессоре:

кдж/кг;

4. тепло, отдаваемое 1кг фреона в конденсаторе:

кдж/кг;

4. холодильный коэффициент цикла:

;

4. количество фреона, поступающего в испаритель за 1ч:

кг/ч;

10) объём паров фриона, всасываемых компрессором:

м³/ч;

11) теоретическую мощность, затрачиваемую в компрессоре:

квт;

12) тепловую нагрузку конденсатора:

вт.