30 Теоритич цикл паровой компресстонной хол. Маш.

Построение теоретического цикла начинают с нанесения линии задан­ной температуры кипения t₀=const, которая в области влажного пара сов­падает с линией давления в испарителе Р₀= const. На пересечении этой ли­нии с правой пограничной кривой диаграммы lgР-i находится точка 1', со­ответствующая поступлению в компрессор сухого пара (x=1). Для этой точки по вспомогательным линиям диаграммы находят теплосодержание i, удельный объем V паров холодильного агента и остальные параметры.

Точку 1, соответствующую поступлению в компрессор перегретого пара холодильного агента, находят как пересечение в области пе­регретого пара (х>1), т. е. за правой пограничной кривой, линий Р₀=const и t_{перегрева}. Эта точка характеризует перегрев паров холодильного агента в испарителе для предотвращения попадания капель жидкого холодильного агента в компрессор.

Аналогично, пересечением линии х=1 с заданной изотермой t_{конденсац.} определяют точку 2', через которую проходит линия соответствующего дав­ления Р_к.

Затем из точки 1 проводят линию адиабатического сжатия паров хо­лодильного агента в компрессоре S=const до пересечения с линией посто­янного давления в конденсаторе Р_к, соответствующего заданной температуре конденсации t_{конденсац} и находят точку 2. Эта точка характеризует на диаграмме выталкивание сжатых паров хладагента из компрессора в кон­денсатор. В точке 2 также определяют все параметры (S, i, V…).

Точка 3', представляющая собой точку полной конденсации холодиль­ного агента, находится на пересечении линии Р_к с левой погранич­ной кривой х=0.

Параметры состояния жидкого холодильного агента, направляющего­ся к терморегулирующему вентилю, характеризуются на тепловой диа­грамме точкой 3. Для нахождения точки 3 известно, что давление в ней должно быть Р_к, а температура равна заданной t_{переохл}. Следовательно, точку 3 находят на пересечении линии Р_к с линией изотермы t_{переохл} в области жидкого состояния холодильного агента. Для этой точки также определяют все параметры.

Параметры парожидкостной смеси хладагента после дросселирования соответствуют точке 4. Она определяется как точка пересечения (процесса) линии дросселирования i, проведенной из точки 3, с линией Р₀=const. Точка 4 определяет начало кипения холодильного агента в испа­рителе при постоянных давлении Ро и температуре t₀. Кипение хладагента продолжается до тех пор, пока вся жидкость не превратится в пар (х=1), то есть когда процесс закончится в точке 1'.

31 Агрегатное состояние и параметры хол агента в осн точках цикла.

4-1 - процесс кипения жидкого холодильного агента. Процесс этот протекает в испарителе хо­лодильной машины. Процесс изотермический, т.е. протекающий при по­стоянной температуре. По тепловому эффекту процесс эндотермический, т. е. 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-Т площадь 4-S₄-S₁-1') или величине проекции про­цесса на ось абсцисс (в координатах i-lgР отрезок i₁-i₄).

1'-1 - это процесс перегрева парообразного хо­лодильного агента. Процесс этот протекает во всасывающем трубопрово­де, либо частично в испарителе. Итак, процесс перегрева 1'-1 протекает с повышением температуры от t₀ до t_{перегрева} при постоянном давлении Ро. Количество тепла данного процесса численно равно площади под процессом (в координатах S-Т площадь S₁-1'-1-S₁) или величине проекции процесса на ось абсцисс (в координатах i-lgР отрезок i _1'-i₁).

1-2 – процесс адиабатического сжатия перегретых паров хладагента. Протекает в компрессоре при постоянном значении энтропии S и повышении давления от Ро до давления конденсации Рк, при этом повышается температура от t_{перегрева} до t. Процесс адиабатический, т.е. идет без теплообмена с окружающей средой.

2-2' – процесс понижения температуры паров хладагента до температуры конденсации t_{конденсац.}. Протекает в конденсаторе при постоянном давлении конденсации Рк. Количество тепла данного процесса численно равно площади под процессом (в координатах S-Т площадь S₂-2'-2-S₂) или величине проекции процесса на ось абсцисс (в координатах i-lgР отрезок i_2'-i₂).

2'-3' – процесс конденсации сжатых паров хладагента. Протекает в конденсаторе холодильной машины при постоянной температуре t_{конденсац.} и давлении Рк. По тепловому эффекту процесс экзотермический, т.е. протекает с выделением тепла. Пары хладагента конденсируются за счет отвода тепла в окружающую среду через стенку конденсатора. Количество тепла данного процесса численно равно площади под процессом (в координатах S-Т площадь S₃-3'-2'-S₃) или величине проекции процесса на ось абсцисс (в координатах i-lgР отрезок i_3'-i_2').

3'-3 – процесс переохлаждения жидкого хладагента. Протекает в конденсаторе холодильной машины при постоянном давлении конденсации Рк, температура понижается от t_{конденсац} до t_{переохл}. Количество тепла данного процесса численно равно площади под процессом (в координатах S-Т площадь S₃-3-3'-S₃) или величине проекции процесса на ось абсцисс (в координатах i-lgР отрезок i_3'-i₃).

3-4 –(насыщ смесь паров) процесс дросселирования хладагента, т.е. понижения давления от Рк до Ро. Процесс протекает при постоянном значении энтальпии i=const в терморегулирующем вентиле, при этом понижается температура хладагента от t_{переохл} до t₀.

32

Расчет теоретического цикла паровой компрессионной холодильной машины

Заданными величинами для расчета теоретического цикла являются

холодопроизводительность машины Q₀;

температура кипения холодильного агента t₀;

температура конденсации холодильного агента t;

температура холодильного агента перед регулирующим вентилем t_п;

температура холодильного агента при всасывании в компрессор t_вс.

По заданным температурам наносят цикл на тепловую диаграмму, при помощи которой и ведут расчет. При этом весь цикл на диаграмме можно не изображать, а отметить только характерные точки (1, 2 и т.д.) цикла и выписать соответствующие этим точкам значения необходимых параметров холодильного агента..

При расчете теоретического цикла определяют следующие величины:

Удельная массовая холодопроизводительность холодильного агента, в джоулях на килограмм:

.

Буквой i здесь и в последующих формулах расчета обозначена энтальпия холодильного агента в точках цикла, соответствующих индексам этой буквы.

Энергия, затрачиваемая на адиабатическое сжатие холодильного агента в компрессоре, в джоулях на килограмм: .

Тепло, отводимое от холодильного агента в конденсаторе (считая, что переохлаждение производится тоже в конденсаторе), в джоулях на килограмм: .

Соответственно принципу работы компрессионных холодильных машин

.

Это равенство хорошо видно и в графическом изображении его величин в тепловых диаграммах. Уравнение (7) называется тепловым балансом компрессионных холодильных машин.

Холодильный коэффициент теоретического цикла: .

Массовая производительность компрессора, т.е. масса холодильного агента, которую должен засасывать компрессор за секунду: .

Удельный объем паров холодильного агента, всасываемого компрессором, в метрах кубических на килограмм v₁.

Удельная объемная холодопроизводительность всасываемых в компрессор паров холодильного агента, в джоулях на метр кубический: .

Объемная производительность компрессора, в метрах кубических в секунду: .

Теоретическая мощность, т.е. мощность, затрачиваемая в цилиндре компрессора на адиабатическое сжатие холодильного агента, в ваттах .

Количество энергии, отводимой от холодильного агента в конденсаторе, называемое тепловой нагрузкой на конденсатор, в ваттах: .