4.2 Задача 2

Парокомпрессорная холодильная установка работает на хладоагенте R12 при температуре испарения t_И, ^оС и температуре конденсации t_К, ^оС. После сжатия в компрессоре пар сухой насыщенный. Расширение сконденсированного фреона осуществляется в дросселе. Определить холодильный коэффициент установки, построить циклы в диаграммах T, s и ln p, h.

Таблица 4.3

Исходные данные к задаче

№ варианта	tИ, ^оС	tК, ^оС
25	-22.0	18

Дано: "СИ"

Х₂=1 (сух.пар)

t_И = -22 ^оС

t_К = 18 ^оС

ε – ?

а	б

Рисунок 10 – Схема (а) и цикл (б) парокомпрессорной холодильной установки

Решение:

Холодильный коэффициент рассчитывается по формуле:

(4.11)

где

q ₀ – удельная холодопроизводительность, кДж/кг;

l – затраченная работа, кДж/кг.

Удельная холодопроизводительность будет равна:

(4.12)

где

h₁ – энтальпия в точке 1, кДж/кг;

h₄ – энтальпия в точке 4, кДж/кг.

Затраченная работа будет равна:

(4.13)

где

h₂ – энтальпия в точке 2, кДж/кг.

Подставим выражения (4.12) и (4.13) в формулу (4.11) и получим:

(4.14)

По ln р, h – диаграмме находим нужные нам энтальпии:

h₁ = 172.5 кДж/кг;

h₂ = 195 кДж/кг;

h₃ = h₄ = 52.96 кДж/кг.

Подставим значения энтальпий в формулу (4.14) и рассчитаем холодильный коэффициент:

Найдем выработанный холод:

q₂ = h₁- h₄

q₂ = 172.5 – 52.96 = 119.54.

Найдем отведенное в конденсаторе тепло

q₁ = h₂ - h₃

q₁ = 195- 52.96 =142.04

Процесс дросселирования осуществляется изоэнтальпийно:

h₃ = h₄

Затраченная работа в цикле

l = q₁ - q₂

l =142.04 - 119.54 = 22.5

или через энтальпию

l = h₂ – h₁

l = 195 – 172.5 = 22.5

Вывод: холодильный коэффициент паровой компрессорной холодильной установки значительно выше, чем у газовых холодильных машин.

Заключение

В ходе этой работы я рассмотрела газовые процессы и циклы, паросиловые установки, а также циклы трансформаторного тепла. И выяснила, что в изотермическом процессе изменение внутренней энергии равно нулю и изменение энтальпии равно нулю ; конечная энтропия получилась на много меньше начальной, потому что удельный объём в ходе процесса на много увеличился. Работа получается отрицательной, потому что в ходе процесса температура увеличилась. Энтропия и изменение энтропии в большей степени зависит от температуры, чем от объёма. С увеличением температуры, увеличивается и энтальпия, и внутренняя энергия.

Из анализа работы реального двигателя видно, что рабочий процесс не является замкнутым и в нём присутствуют все признаки необратимых процессов: трение, теплообмен при конечной разности температур, конечной скорости поршня и др.

Паросиловые установки отличаются от газотурбинных двигателей и двигателей внутреннего сгорания тем, что рабочим телом служит пар какой-либо жидкости (обычно водяной пар), а продукты сгорания топлива являются лишь промежуточным теплоносителем.