21
.pdf
Центр дистанционного обучения
Зная необходимую конечную температуру охлаждаемой среды , устанавливают температуру конденсации рабочего тела T4=T1 ниже на 5-10 ˚С; тогда известно давление p1. Далее из точки 1 (на пересечении горизонтали p1 с линией сухого насыщенного пара) проводят адиабату сжатия до горизонтали p2 (сетка линий s = const есть на диаграмме p – i). Точку 3 находят на линии p2 по температуре переохлаждения РТ. Из этой точки по вертикальной прямой i = const строят процесс в дроссельном вентиле.
Рис.4 Диаграмма p – i. К расчету реальной холодильной машины.
21 online.mirea.ru
Стадии цикла:
1 - 2 – адиабатическое (s = const) сжатие от p1 до p2;
2 - 3’ – изобарическое (р2 = const) охлаждение перегретого пара;
3’ - 3” – изобарическая (р2 = const) и изотермическая (T= const) конденсация РТ;
3” - 3 – изобарическое (р2 = const) переохлаждение конденсата;
3 - 4 – изоэнтальпическое (i = const) дросселирование с падением давления от p2 до p1;
4 – 1 – изобарическое (р1 = const) и изотермическое (T4=T1 = const) испарение РТ.
Заметим: цикл замкнут по РТ.
Центр дистанционного обучения
Рис.4 Диаграмма p – i. К расчету реальной холодильной машины.
22 online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
В диаграмме p – iхарактерные удельные (на 1 кг РТ) величины, необходимые для технологических расчетов, выражаются следующим образом:
– удельная холодопроизводительность цикла
; 3
– удельная адиабатическая работа сжатия РТ в компрессоре
ад ; 4
– удельная теплота охлаждения перегретых паров РТ, их конденсации и переохлаждения полученной жидкости
х . 5
Рис.4 Диаграмма p – i. К расчету реальной холодильной машины.
23 online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
В задачу технологического расчета входит определение потока РТ и затрат энергии. При этом в качестве расчетной базы задается производительность по охлаждаемой среде G0 и ее начальная и конечная температуры. Первоначально получают холодопроизводительность
цикла Q0 поток теплоты, отбираемой в единицу времени от охлаждаемой среды. С этой целью составляют тепловой баланс для контура K1 (см.рис.3, а):
% & |
% & |
|
0, |
|
|
|
где & теплоемкость охлаждаемой среды. Отсюда:
% & . 6
Если охлаждаемая среда должна быть сконденсирована, то очевидно:
% ) , |
6а |
|
|
где ) теплота конденсации охлаждаемой среды. |
24 |
online.mirea.ru |
|
|
|
||
Центр дистанционного обучения
Зная теперь требуемый расход холода и параметры цикла, можно определить потокGциркулирующего в цикле РТ – из теплового баланса для контура K2 (см.рис.3, а):
|
% + |
% 0; |
||||||
отсюда, имея в виду, что |
, получаем: |
|||||||
|
% |
|
|
|
|
|
. |
7 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Расход |
теплоты |
|
|
|
в |
холодильнике- |
||
конденсаторе |
х найдем |
из |
теплового баланса для |
|||||
контура K1 (см.рис.3, а): |
|
|
|
|
|
|
||
|
% |
х % 0, |
||||||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х % . |
8 |
||||||
25 online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Расход охлаждающей среды вхолодильникеконденсаторе (при известных температурах ее входа в и выхода в и теплоемкости &в) определим на основании теплового баланса для контура K2 (см.рис.3, а):
% & |
+ |
х |
% & 0. |
в в в |
|
в в в |
Подствив х из (8), получим:
% %в &в в в . 9
26 online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Мощность компрессора (при известных КПД – адиабатическом ƞад и механическом ƞм) найдем по формуле:
% |
ад |
|
|
||
/ |
|
|
, |
10 |
|
ƞ |
ƞ |
||||
|
|
|
|||
|
ад |
м |
|
|
|
причем адиабатический КПД (ƞ |
< 1) позволяет учесть |
||||
ад
отклонение реального процесса сжатия РТ в компрессоре от адиабатического.
27 online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
|
% |
ад |
|
|
|
|
|
/ |
|
|
, |
10 |
|
|
ƞ ƞ |
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
ад |
м |
|
|
|
Последнюю |
формулу |
|
удобно |
использовать |
в |
|
модифицированном виде. Заменим в (10) Gпо (7) через 23 :
43
/ |
ад |
; |
|
ƞ ƞ
ад м
вместо 43 по (1) запишем х:
5ад
/ |
|
. 11 |
|
хƞ ƞ
ад м
Здесь х, определяют не из формулы (2) для идеального процесса, а из общей формулы (1).
28 online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Список литературы
•Процессы и аппараты химической технологии. Общий курс : учебник : в 2 книгах / В. Г. Айнштейн, М. К. Захаров, Г. А. Носов [и др.] ; под редакцией В. Г. Айнштейна. — 8-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, [б. г.]. — Книга 1 : Книга 1 — 2019. — 916 с. — ISBN 978-5-8114-2975-2. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/111193 (дата обращения: 11.04.2020).
•Процессы и аппараты химической технологии. Общий курс : учебник : в 2 книгах / В. Г. Айнштейн, М. К. Захаров, Г. А. Носов [и др.] ; под редакцией В. Г. Айнштейна. — 8-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, [б. г.]. — Книга 2 : Книга 2 — 2019. — 876 с. — ISBN 978-5-8114-2975-2. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/111194 (дата обращения: 11.04.2020).
29 online.mirea.ru
Центр дистанционного обучения
Спасибо за внимание!
30 online.mirea.ru