На сортировку / 5 / 77730 / Элнур / РГР№2

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра «Тепловые Энергетические Установки»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

По дисциплине: «Методы моделирования и оптимизации теплоэнергетических процессов и установок»

На тему: «Изучение математической модели и расчет тепловой трубы и ГХМ»

Специальность: 5B071700-Теплоэнергетика

Выполнили: Саитмуратов Э.У. Группа: ПТЭ-14-4

Номер зачетной книжки: 141069

Приняла: доцент Борисова Нина Гавриловна

_________________________«___» _______________ 20__г.

(оценка) (подпись)

Алматы 2017

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

Задание……………………………………………………………………………4

1. Расчет тепловой трубы………………………………………………...5

2. Расчет ГХМ…………………………………………………………….8

Заключение……………………………………………………………………….12

Список использованной литературы…………………………………………....13

Введение

Тепловыми трубами названы испарительно-конденсационные устройства для передачи тепла, в которых осуществляется перенос скрытой теплоты парообразования за счет испарения жидкости в зоне подвода тепла и конденсации ее паров в зоне отвода, а замкнутая циркуляция теплоносителя поддерживается действием капиллярных или массовых сил.

Области применения трансформаторов теплоты широки и разно­образны. Холодильные установки, в которых осуществляется охлаждение объектов до температур Т_Н в интервале 293-120К, используют в пищевой промышленности, сельском хозяйстве и торговле для хранения и транспорта продукции; в системах кондиционирования воздуха производственных и бытовых помещений для обеспечения комфортных условий для людей и технологического оборудования; в медицинской, биологической и фармацевтической отраслях промышленности при производстве и хранении биологических продуктов, а также при изготовлении препаратов, содержащих летучие вещества; в химической промышленности при производстве искусственного волокна и пластмасс; в горной промышленности и строительстве при сооружении плотин, подземных сооружений и туннелей, для замораживания водоносных грунтов и плывунов; для создания искусственных ледяных катков.

Использование воздуха в качестве хладагента упрощает эксплуатацию установок, а в ряде случаев их массовые показатели, особенно удельные, отнесенные к единице холодильной мощности, лучше, чем паровых. Последнее достоинство, в частности, делает воздушные холодильные установки предпочтительными в системах промышленного и транспортного кондиционирования. Однако термодинамические показатели воздушных холодильных машин ниже, чем паровых. Поэтому при выборе установки следует проводить технико-экономический анализ. [1]

Компрессионные холодильные установки имеют ряд ограничении по применению. Так, интервал температур и давлений в них строго ограничен, и при некоторых температурах, особенно к криогенной области, не существует хладагентов в жидком состоянии либо они по термодинамическим свойствам не могут быть использованы в качестве хладагентов.

Задание

I. По предложенным электронным программно-методическим материалам изучить математическую модель и произвести тепловой трубы.

II. По предложенным электронным программно-методическим материалам изучить математическую модель и произвести расчет газовой холодильной машины (тепловые нагрузки, удельный расход тепла, холодильный коэффициент, эксергетический КПД). Основные зависимости представить в виде графиков, сделать выводы по расчетам.

I. Расчет тепловой трубы

Расчет производился в программе «Расчет тепловой трубы».

Выбираем расчет тепловой трубы в условиях невесомости.

Техническое задание:

Графическая зависимость мощности от плотности ТН:

Выбираем Расчет расхода ТН и теплопередающей способности Т.

Производим расчет расхода ТН и максимальную передающую способность ТТ:

II. Расчет ГХМ

Рассчитать идеальную газовую холодильную установку, работающей по циклу Джоуля, для следующих условий: холодопроизводительность Q₀ = 210 кВт, давление сжатого воздуха p₂ = 0,6 МПа, температура воздуха перед компрессором Т₁ = 250 К и перед детандером Т₃ = 293 К , теплоемкость воздуха с_р = 1,01кДж/(кг/К).

В результате расчета определить параметры в характерных точках процесса, тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора и детандера, холодильный коэффициент и эксергетический кпд установки.

Исходные данные
Холодопроизводительность Q0, кВт	210
Давление сжатого воздуха р2, МПа	0,6
Т-ра воздуха перед компрессором Т1, К	250
Т-ра воздуха перед детандером Т3, К	293
Теплоемкость воздуха Ср,кДж/(кг*К)	1,01
Давление в точке р1, МПа	0,1
Коэфициент к	1,4
Т-ра окружающей среды Тос,К	293

Решение
Температура воздуха в конце изоэнтропного сжатия Т2, К	417,1276
Работа компрессора lk, кДж/кг	168,7989
Температура воздуха на выходе из детандера Т4, К	175,6057
Удельная работа, отводимая от детандера lд, кДж/кг	118,5682
Удельная холодопроизводительность установки q0, кДж/кг	75,13821
Удельная работа, затраченная на проведение пр-са l, кДж/кг	50,23068
Удельная тепловая нагрузка охладителя qк, кДж/кг	125,3689
Расход воздуха G, кг/с	2,79485
Мощность компрессора Nk, кВт	471,7675
Мощность детандера Nд, кВт	331,3803
Мощность, затрачиваемая на проведение процесса N, кВт	140,3872
Удельный расход энергии э	0,66851
Холодильный коэффициент е	1,495863
Энергетический КПД установки (по средней т-ре) nе	0,563733
Температура средняя Тср0, К	212,8029

Т1	Т2	Е	Т1	Т2	Е
223	293	3,19	223	293	3,19
233	293	3,88	223	303	2,79
243	293	4,86	223	313	2,48
253	293	6,33	223	323	2,23
263	293	8,77	223	333	2,03
273	293	13,65	223	343	1,86
283	293	28,30	223	353	1,72

Чем ниже температура перед детандером, тем выше холодильный коэффициент, следовательно, выше эффективность ГХМ.

Заключение

В данной расчетно-графической работе №2 я изучил математическую модель и произвел расчет газовой холодильной машины и тепловой трубы. В результате расчета получил значения тепловых нагрузок, удельный расход тепла, холодильный коэффициент, эксергетический КПД и представила основные зависимости в виде графиков. С увеличением температуры воздуха перед компрессором увеличивается холодильный коэффициент газовой холодильной машины, с уменьшением температуры воздуха перед детандером холодильный коэффициент уменьшается. Энергетическая эффективность работы также зависит от холодопроизводительности машины.

Список использованной литературы:

1. Промышленные тепломассообменные процессы и установки / Под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – 328с.