Raschetnoe_zadanie (1)

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

в г. Смоленске

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчетное задание

по основам трансформации тепла

Студент: Хамдамов А.П. Группа: ЭО-12 Преподаватель: Галковский В.А. Вариант: 18

Задача №1

Расчет схемы одноступенчатой парожидкостной компрессионной холодильной установки без охладителя.

Принципиальная схема ПЖКХУ без охладителя и процессы работы в T,S –диаграмме:

I – компрессор; II – конденсатор; III – детандер; IV – испаритель; V - дроссельный вентиль

Исходные данные:

Полная холодопроизводительность установки Q0, кВт	17
Температура хладоносителя на выходе из испарителя ,	-19
Температура хладоносителя на входе в испаритель ,	-26
Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора ,	10
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор ,	5
Конечные температуры:
- в испарителе,	3
- в конденсаторе ,	5
Рабочий агент
Внутренний КПД компрессора ,	80
Электромеханический КПД компрессора ,	90

Решение:

1. Определим температуру испарения и температуру конденсации рабочего агента:

2. По известным температурам конденсации и испарения определим параметры рабочего агента в характерных точках схемы по T,S-диаграмме:

• давление

• температура

• энтальпия

• удельный объем (для точки 1)

Характерные точки схемы	Параметры рабочего агента
	p, МПа	,	h, кДж/кг	, м3/кг
1	0.12	-29	1656	0.1
2'	0.75	90	1888
3	0.75	15	482
4''	0.12	-29	482

3. Определим энтальпию рабочего агента в точке 2:

4. Определим удельную холодопроизводительность установки:

кДж/кг

5. Определим массовый расход рабочего агента:

6. Определим внутреннюю работу компрессора:

кДж/кг

7. Определим удельную тепловую нагрузку конденсатора:

кДж/кг

- энтальпия рабочего агента на входе в конденсатор, кДж/кг

- энтальпия рабочего агента на выходе из испарителя, кДж/кг

8. Проверим сходимость электрического баланса:

1174+290=1464

9. Определим объемная производительность компрессора:

м³/кг

10. Определим полная тепловая нагрузка конденсатора:

кВт

11. Определим удельная работа компрессора:

12. Определим полная электрическая мощность компрессора:

кВт

13. Определим удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемого холода:

14. Определим холодильный коэффициент:

15. Определим коэффициент работоспособности холода

где - температура окружающей среды,

- средняя температура полученного тепла

16. Определим КПД с учетом потерь энергии в испарителе (КПД по хладоносителю)

17. Определим КПД установки без учета потерь энергии в испарителе (КПД по рабочему агенту)

где - температура испарения рабочего агента

Задача №2

Расчет схемы одноступенчатой парожидкостной компрессионной холодильной установки с регенерацией.

Принципиальная схема ПЖКХУ без охладителя и процессы работы в T,S –диаграмме:

I – компрессор; II – конденсатор; III – теплообменник; IV – дроссель;

V – испаритель

Исходные данные:

Полная холодопроизводительность установки Q0, кВт	17
Температура хладоносителя на выходе из испарителя ,	-19
Температура хладоносителя на входе в испаритель ,	-26
Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора ,	10
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор ,	5
Конечные температуры:
- в испарителе,	3
- в конденсаторе ,	5
- в регенеративном теплообменнике,	15
Рабочий агент
Внутренний КПД компрессора ,	80
Электромеханический КПД компрессора ,	90

Решение:

1. Определим температуру испарения, температуру конденсации рабочего агента и температуру рабочего агента в т.1:

2. По T,S-диаграмме для R-12 определим параметры рабочего агента в характерных точках схемы:

• давление

• температура

• энтальпия

• удельный объем (для точки 1)

Характерные точки схемы	Параметры рабочего агента
	p, МПа	,	h, кДж/кг	, м3/кг
1	0.1	0	577	0.20
2'	0.5	60	610
3	0.5	15	434
6	0.1	-29	559

3. Определим параметры рабочего агента в точке 2:

4. Определим параметры рабочего агента в точке 4 по уравнению теплового баланса регенеративного теплообменника:

5. Определим параметры рабочего агента в точке 5:

6. Определим удельную холодопроизводительность установки:

кДж/кг

7. Определим массовый расход рабочего агента:

8. Определяется внутренняя работа компрессора:

кДж/кг

9. Определяется удельная тепловая нагрузка конденсатора:

кДж/кг

- энтальпия рабочего агента на входе в конденсатор, кДж/кг

- энтальпия рабочего агента на выходе из испарителя, кДж/кг

10. Проверим сходимость электрического баланса:

=184.25

11. Определим объемную производительность компрессора:

м³/кг

12. Определим полную тепловую нагрузку конденсатора:

кВт

13. Определим удельную работу компрессора:

14. Определим электрическая мощность компрессора:

кВт

15. Определим удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемого холода:

16. Определим холодильный коэффициент:

17. Определим коэффициент работоспособности холода:

где - температура окружающей среды,

- средняя температура полученного тепла

16. Определим КПД с учетом потерь энергии в испарителе (КПД по хладоносителю)

17. Определим КПД установки без учета потерь энергии в испарителе (КПД по рабочему агенту)

где - температура испарения рабочего агента

Вывод: Сравнивая результаты расчетов двух разных холодильных установок, работающих на разных хладоагентах , можно сделать вывод, что одноступенчатая ПЖКХУ без охладителя, работающая на аммиаке, лучше, чем одноступенчатая ПЖКХУ с регенерацией, работающая на фреоне R-12, так как у первой установки выше холодильный коэффициент ( и меньше удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемого холода (

Смоленск 2013