Холодильная техника и технология

Министерство образования и науки РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра технической теплофизики

Расчетно-графическая работа по дисциплине

«Холодильная техника и технология»

Факультет: ЭМ

Группа:

Студент:

Преподаватель:Будасова С.А.

Новосибирск 2007

Содержание

1.Цель работы

2.Исходные данные

3.Построение цикла

4.Изображение цикла в тепловых диаграммах i-lgP S-T

5.Характеристика процессов, составляющих цикл

6.Схема паровой компрессионной холодильной машины

7.Агрегатное состояние хладагента и значение его параметров в узловых точках

8.Расчёт цикла

9.Литература

1.Цель работы

1.Изучение термодинамических диаграмм холодильных агентов.

2.Построение цикла в диаграммах T-S и lgP-i.

3.Расчёт цикла холодильной машины.

2.Исходные данные

Таблица1

3. Построение цикла

Построение точки 1'. Построение цикла начинаем с нанесения линии заданной температуры в кипения Т₀=-30 ⁰С, которая в области влажного пара совпадает с линией давления в испарителе P₀=0,124 МПа. На пересечении этой линии с правой пограничной кривой (x=1) диаграммы находится точка 1' . Для точки 1'по вспомогательным линиям диаграммы находим энтальпию i_1'= 1650 кДж/кг, удельный объём V_1'= 0,9 м³/кг паров холодильного агента и энтропию S_1'=9,2 кДж/кг ⁰C, паросодержание X=1. (При нахождении всех следующих точек параметры i,V,S,X будем определять аналогично по вспомогательным линиям диаграммы и сводить в таблицу2)

Построение точки 1. Для построения точки 1 находим пересечение в области перегретого пара (x>1), т.е. за правой пограничной кривой, линии P₀=0,124 МПа и T_В=-25⁰C

Построение точки 2'. Аналогично, по пересечению линии x=1 с заданной изотермой T_к=+30⁰C определяем точку 2' , через которую проходит линия соответствующего давления P_к= 1,15МПа.

Построение точки 2. Из точки 1 проводим линию адиабатического сжатия паров холодильного агента в компрессоре S= 9,28кДж/кг⁰C до пересечения с линией постоянного давления в конденсаторе P_к= 1,15МПа, соответсвующего заданной температуре конденсации T_к=+30C и находим точку 2.

Построение точки 3'. Точка 3' находится на пересечении линии P_к= МПа с левой пограничной кривой x= 0 .

Построение точки 3. Для нахождения точки 3 известно, что давление в ней должно быть P_к=1,15 МПа, а температура равна заданной T_п= +25⁰C. Следовательно, точку 3 находим на пересечении линии P_к= 1,15 МПа с линией изотермы T_п=+25⁰C в области жидкого состояния холодильного агента.

Построение точки 4. Точка 4 определяется как точка пересечения линии дросселирования i= 544 кДж/кг, проведённой из точки 3, с линией P₀=0,124МПа.

4. Характеристика процессов, составляющих цикл

4-1'- процесс кипения жидкого холодильного агента. Процесс этот протекает в испарителе холодильной машины. Процесс этот изотермический, то есть протекает при постоянной температуре T₀=-30⁰C(а так же изобарический – при постоянном давлении P₀=0,124МПа). По тепловому эффекту этот процесс эндотермический, то есть этот процесс протекает с поглощением тепла. Тепло при этом отнимается от охлаждаемой среды через стенку испарителя. Количество тепла численно равно площади под линией процесса (в координатах S-T площадь 4-S ₄ –S₁-1'). Или величине проекции процесса на ось абсцисс (в координатах i-lgP отрезок i_1'- i₄). Кипение продолжается до тех пор, пока вся жидкость не превратится в пар.

Точка 1' соответствует поступлению в компрессор сухого пара.

1'-1 – процесс перегрева парообразного холодильного агента. Процесс этот протекает во всасывающем трубопроводе компрессора, либо в регенеративном теплообменнике, либо частично в испарителе. В данной работе для простоты можно считать, что перегрев осуществляется в испарителе ( в этом случае тепло этого процесса в сумме с теплом процесса кипение составляет величину удельной массовой холодопроизводительности q₀). Процесс перегрева 1'-1 протекает с повышением температуры от T₀= -30 ⁰C до T_В=T₁=-25⁰C при постоянном давлении P₀=0,124 МПа. Процесс этот эндотермический. Количество тепла данного численно равно площади под процессом ( в координатах S-T площадь S_1'- 1'- 1- S₁) или величине проекции на ось абсцисс(в координатах i-lgP отрезок i₁ - i_1').

Точка 1 соответствует поступлению в компрессор перегретого пара холодильного агента. Она характеризует перегрев паров хладагента в испарителе для предотвращения попадания капель жидкого хладагента в компрессор.

1-2- процесс сжатия сухих паров хладагента с давлением кипения конденсации P_к=1,15МПа. Этот процесс протекает в цилиндрах компрессора. Процесс адиабатический, то есть протекает без теплообмена с окружающей средой при постоянной энтропии S =9,28кДж/кг⁰C. Процесс протекает с повышением температуры хладагента от T₁= T_В=-25 ⁰ C до T₂= +130⁰C. На осуществление этого процесса затрачивается работа, которая на диаграмме i-lgP численно равна отрезку i₂-i₁.

Точка 2 характеризует выталкивание сжатых паров холодильного агента из компрессора в конденсатор.

2-2^'- процесс понижения температуры пара хладагента от T₂= 130 ⁰C до температуры начала конденсации T_к= +30⁰C. Процесс протекает в конденсаторе. Этот процесс изобарический, то есть происходит при постоянном давлении P_к=1,15МПа. По тепловом эффекту этот процесс экзотермический, то есть протекает с выделением тепла, которое отводится от хладагента охлаждающей средой ( водой или воздухом). Количество тепла на диаграмме i-lgP численно определяется отрезком i₂-i_2' (на диаграмме S-T-площадью под процессом S_2'-2^'-2-S₂).

2'-3'- процесс конденсации паров холодильного агента. Процесс протекает в конденсаторе. Этот процесс изотермический (протекает при постоянной температуре T_к=+30⁰C) и изобарический (протекает при постоянном давлении P_к=1,15МПа). По тепловому эффекту это процесс экзотермический. Количество тепла на диаграмме i-lgP численно определяется отрезком i_2'-i_3' (на диаграмме S-T – площадью под процессом S_3'-3'-2'- S_2'). Тепло отводится от хладагента охлаждающей средой.

Точка 3'- это точка полной конденсации холодильного агента.

3'-3 – процесс переохлаждения сконденсировавшегося жидкого хладагента от температуры T_к=+30 ⁰C до температуры T_п=+25⁰C. Процесс протекает в конденсаторе , терморегулирующем вентиле, теплообменнике. Процесс изобарический, то есть происходит при постоянном давлении P_к= МПа. По тепловому эффекту процесс экзотермический. Количество тепла на диаграмме i-lgP численно определяется отрезком i_3'-i₃ ( на диаграмме S-T- площадью S₃-3-3'-S_3').

Точка 3 определяет параметры жидкого хладагента, направляющегося к терморегулирующему вентилю.

3-4- процесс дросселирования хладагента в терморегулирующем вентиле при постоянной энтальпии i₃=i₄=544кДж/кг. Проходя через терморегулирующий вентиль, хладагент дросселируется с давления конденсации P_к=1,15МПа до давления кипения P₀=0,124МПа, при этом происходит понижение температуры хладагента от T_к=+30 ⁰C до T₀= -30 ⁰C.

Точка 4 характеризует параметры парожидкостной смеси после дросселирования. Также точка 4 характеризует начало кипения хладагента в испарителе при постоянных давлении P₀=0,124МПа и температуре T₀=-30 ⁰C.

6.Агрегатное состояние хладагента и значение его параметров в узловых точках

7. Расчёт цикла

Список литературы

1. Расчёт и построение теоретического цикла паровой компрессионной машины. Составитель С.А. Будасова, канд. Тех. Наук, доц.НГТУ, 1998 г.

2. Мещеряков Ф.Е. Основы холодильной техники и холодильной технологии. - М.: Пищевая промышленность, 1975.

3. Мальгина Е.Б., Мальгин Ю.В., Суедов Б.П. Холодильные машины и установки. - М.; Пищевая промышленность, 1980.

4. Мальгина Е.В., Мальгин Ю.В. Холодильные машины и установки. - М.: Пищевая промышленность, 1913.

5.Холодильная техника и технология. Методические указания к выполнению расчётно-графической работы.Составитель С.А. Будасова, канд. Тех. Наук, доц.Рецензент Спарин В.А. НГТУ,1999 г.