Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

347463.rtf

Скачиваний:

Добавлен:

21.07.2019

Размер:

1.84 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 22

3. Построение цикла вхм в pV - и ts - диаграммах

На основе таблицы 1 методического указания построим цикл ВХМ в pV - диаграмме. Для построения адиабат 1-2 и 3-4 в pV - диаграмме дополнительно вычисляем параметры промежуточных точек 5 и 6 на этих адиабатах. Для промежуточных точек выбирается значение удельного объёма:

V₅= 0,5 · (V₁ + V₂) = 0,5 · (0,7835+0,226) = 0,5048 ;

V₆ = 0,5 · (V₃ + V ₄) = 0,5 · (0,1722+0,5969) = 0,3846 ;

Затем из первого уравнения адиабатного процесса вычисляем значение давления Р₅ и Р₆ на адиабатах 1-2 и 3-4 соответственно:

Для промежуточных точек вычисляем значение давлений:

Нанесём характерные точки цикла в pV - диаграмме (в масштабе) и соединяем их линиями (1-5-2; 2-3; 3-6-4; 4-1).

В TS - диаграмме адиабаты 1-2 и 3-4 изображаются вертикальными линиями. Для построения изобар дополнительно вычисляются параметры промежуточных точек 7 и 8. Промежуточную точку определим по температуре:

T₇= 0,5 · (T₃ + T₂) = 0,5 · (342+449) = 395,5 K.

По этой температуре вычисляем соответствующее значение энтропии:

t₇= 395,5 - 273 = 122,5 ˚С,

= 6,9833 ,

где S₇⁰ берём из справочных данных их таблицы /2/ по значению Т_7.

S₇= S - S _-R ln ,

S₇=6,9833-6,6103-0,287·ln ( ) = - 0,1227 ,

Для изображения изобары 4-1 выбираем промежуточную температуру Т ₈:

T₈=0,5 (T₄ +T₁) = 0,5 (208 +273) = 240,5 K,

затем вычисляем энтропию:

t = 240,5 - 273 = - 32,5 К,

= 6,4833 ,

где значение взят из справочных данных таблицы /2/ по Т₈:

S₈ = S - S - R ln ,

S₈=6,4833-6,6103-0,287·ln ( ) = - 0,1232 ,

По полученным значениям S₈, S₇ и на основе таблицы 1 наносим характерные точки 1; 2; 3; 4; 8; 7; на TS - диаграмме (в масштабе) и соединяем их линиями (1-2; 2-7-3; 3-4; 4-8-1).

4. Определение изменения параметров dU, dh, dS и величин q и l во всех процессах цикла вхм.

∆U_1-2 = U₂ - U₁= 322,11 - 194,9 = 127,21 кДж / кг;

∆U_2-3 = U_3
-U₂ = 244,42 - 322,11 = - 77,69 кДж / кг;

∆U_3-4 = U₄ - U₃ = 148,39 - 244,42 = - 96,03 кДж / кг;

∆U_4-1 = U₁ - U₄ = 194,9 - 148,39 = 46,51 кДж / кг.

∆h_1-2 = h₂ - h₁ = 451,06 - 273,32 = 177,74 кДж / кг;

∆h_2-3= h₃ - h₂ = 342,65 - 451,06 = - 108,41 кДж / кг;

∆h_3-4= h₄ - h₃ = 208,15 - 342,65 = - 134,5 кДж / кг;

∆h_4-1= h₁ - h₄= 273,32 - 208,15 = 65,17 кДж / кг.

∆S_1-2 = S₂ - S₁ = 0,003778 - 0,003778 = 0 ;

∆S_2-3 = S₃ - S₂= - 0,269396 - 0,003778= - 0,273174 ;

∆S_3-4= S_4
-S₃= - 0,269396 - (-0,269396) = 0 ;

∆S_4-1= S₁ - S₄ = 0,003778 - (-0,269396) = 0,273174 .

q_1-2 = 0 кДж / кг

q_2-3=h_3
-h₂ =342,32 - 451,06 = - 108,74 кДж / кг

q_3-4= 0 кДж / кг

q_4-1 = h_1
-h₄= 273,32 - 208,15 = 65,17 кДж / кг.

Полученные данные заносим в таблицу 2 и проверяем на суммирование по столбцам:

Таблица №2

Процессы	dU, кДж/кг	dh, кДж/кг	dS, кДж/кгК	q, кДж/кг	l, кДж/кг
1-2	127,21	177,74	0	0	-126,175
2-3	-77,69	-108,41	-0,273174	-108,74	-30,666
3-4	-96,03	-134,5	0	0	96,16
4-1	46,51	65,17	0,273174	65,17	18,66
сумма	0	0	0	- 90,08	-42,021

5. Определение величины работы l_к, l_д, l_ц.

Работа, затраченная в цикле ВХМ, равна разности работ компрессора l_к детандера l_д:

Величина l_копределяется из аналитического выражения 1-го закона термо-динамики для потока:

где для адиабатного процесса 1-2 q=0.

Можно также принять l_кэ=0, а техническая работа l_Tдля неохлаждаемого компрессора есть не что иное, как работа компрессора (l_T=l_к). Тогда получаем:

Аналогично можно записать выражение и для работы, получаемой в детандере:

Тогда:

6. Определение удельной холодопроизводительности и удельной тепловой нагрузки в теплообменнике - охладителе.

где q₀ - удельная холодопроизводительность,

где q - удельная тепловая нагрузка в теплообменнике - охладителе.

7. Проверка энергетического баланса ВХМ.

8. Определение массового расхода хладагента (воздуха).

9. Определение мощностей N_k, N_g, N_ц.

Мощность компрессора:

Мощность детандера:

Мощность, затраченная на получение холода:

10. Определение холодильного коэффициента ВХМ.

Холодильный коэффициент ВХМ представляет собой отношение удельной холодопроизводительности q₀ к затраченной работе l_ц:

(1)

11. Определение холодильного коэффициента обратного цикла Карно.

Для получения холода минимальная работа затрачивается в идеальном обратном цикле Карно 1-5-3-6 (рис.1). Из рисунка следует, что площадь цикла Карно 1-5-3-6 значительно меньше, чем площадь цикла ВХМ. Следовательно, согласно (1), холодильный коэффициент цикла ВХМ существенно меньше холодильного коэффициента цикла Карно, осуществляемого в том же интервале минимальной Т₁ и максимальной Т₃ температур, для которого:

12. Определение эксергетического КПД ВХМ.

Эксергетический КПД ВХМ отражает эффективность работы установки вследствие потерь эксергии. Последние же возникает по причине внешней необратимости - теплопереноса в теплообменниках при конечной разности температур. Эксергетический КПД представляет собой отношение эксергии полученного холода , т.е. полезного эффекта холодильной установки, к затраченной энергии :