3 Порядок проведения работы

1. Холодильная установка включается в работу лаборантом за 2-3 часа до начала занятий.

2. Студентам необходимо снять показания следующих приборов:

температуры в холодильной камере t₀;

температуры в генераторе t_Г;

температуры стенки РА ресивера абсорбера t_ра;

температуры окружающего воздуха t_в;

температуры холодных спаев t_хс.

На основании показаний приборов построить холодильный цикл в i-ζ диаграмме.

Краткая характеристика i-ζ диаграммы

На оси абсцисс отложена массовая концентрация аммиака (легкокипящего компонента) в растворе. На оси ординат удельная энтальпия раствора. Нижняя часть диаграммы относится к области жидкого раствора, верхняя - к области насыщенного пара. В нижней части нанесена сетка из изобар и изотерм. Определение равновесного насыщенного пара осуществляется с помощью вспомогательных кривых в верхней части. Метод построения показан на диаграмме.

4 Методика обработки опытных данных

1. Принимаем: I разность температур в испарителе

где t_и2 - температура рассола на выходе из испарителя;

t₀ - температура в холодильной камере.

Тогда t_и2= t₀-5

2. Разность температур в конденсаторе

∆t_К = t_К-t_В = 8C

где t_К - температура рассола в конденсаторе;

t_В - температура окружающего воздуха.

Тогда t_К = t_В+∆t_К = t_В+8

По термодинамической таблице аммиака определим давление в испарителе Р₀ и конденсаторе Р_К (по и ).

3. Температура слабого раствора на выходе из генератора t_г определяется по формуле:

t₉ = t_ж.т.-8

где t_ж.т.- температура в жаровой трубе генератора.

4. Температура крепкого раствора на выходе из абсорбера определяется по формуле:

t₁₂ = t_ca+4

где t_ca -температура стенки трубы ресивера абсорбера.

Таблица 4.1 Физические свойства пара аммиака (учебные данные)

Температура, tC	Давление абсолютное, ат	Удельный объем		Теплота испарения, r кДж/кг
		жидкости, дм^3/кг	пара, кг/м^3
-25	1,546	1,4895	0,7712	1345
-20	1,940	1,5037	0,6236	1329
-15	2,410	1,5185	0,5087	1314
-10	2,966	1,5338	0,4184	1297
-5	3,619	1,5496	0,3469	1281
0	4,379	1,5660	0,2897	1263
+5	5,259	1,5831	0,2435	1246
+10	6,271	1,6008	0,2058	1227
+15	7,431	1,6193	0,1740	1210
+20	8,741	1,6386	0,1494	1188
+25	10,225	1,6588	0,1238	1168
+30	11,895	1,6800	0,1107	1146
+35	13,765	1,7023	0,0959	1124
+40	15,85	1,7257	0,0833	1101

5. Строим цикл холодильной установки в i-ζ диаграмме (см. рис. 4.3) следующим образом:

а) находим на диаграмме кипящего раствора и насыщенного пара изобары Р₀ и Р_К. Здесь необходимо помнить, что под давлением Р₀ находится крепкий раствор в абсорбере и пары аммиака в испарителе; под давлением Р_к - слабый раствор в генераторе и пары аммиака в дефлегматоре и конденсаторе;

б) находим точку пересечения изотермы t₉ и изобары Р_к, характеризующую соединение раствора на выходе из генератора, концентрация ζ_сл и энтальпия i₉ кДж/кг.

Рис. 4.3 Построение цикла холодильной установки

Пересечение линии ζ_сл=const и изобары Р₀ даст точку 10, характеризующую параметры слабого раствора на входе в абсорбер. Изменение состояния раствора (охлаждение в теплообменнике и падение давления) изображено линией 9-10;

в) находим точку пересечения изотермы t₁₂ с изобарой Р₀. Эта точка характеризует крепкий раствор, на выходе из абсорбера: концентрация ζ_кр и энтальпия i₁₂. Проведя линию ζ_кр=const до пересечения с изобарой Р_к, получим точку 8, характеризующую раствор, поступающий в генератор. Линия 12-8 показывает повышение температуры и давления на участке абсорбер-генератор.

г) находим точку 4 на пересечении изотермы t_И2 и изобары Р₀. Эта точка характеризует состояние аммиака, поступающего в испаритель из дефлегматора: концентрация ζ_d и энтальпии i₄.

Проводим линию ζ_d=const. Точка пересечения с изобарой Р_К в области насыщенного пара ( точка 2) характеризует состояние паров на выходе из дефлегматора. Точка пересечения с изобарой Р_К в области жидкости (точка 3) характеризует состояние флегмы, возвращаемой в генератор, и жидкого концентрированного раствора, поступающего в испаритель. На участке конденсатор­испаритель парциальное давление жидкого аммиака снижается с Р_К до Р₀. Этот процесс понижения давления на диаграмме изображается отрезком 3-4.

Процесс испарения в испарителе протекает при постоянной концентрации и давлении Р₀ и изображается линией 4-6. Пары (точка 6) и слабый концентрированный раствор из генератора (точка 10) поступают в абсорбер, где происходит смешение и образуется смесь (точка 12).

Удельная теплота генерации q_г, т.е. расход тепла в генераторе на единицу массового расхода пара, определяется по формуле:

q_г =(i₁-i₉) + f(i₉-i₈) + φ(i₁-i₈), кДж/кг

где i₁ -энтальпия пара, образующегося в генераторе.

На диаграмме точка 1 определяется геометрическим построением с помощью вспомогательных линий (метод построения показан на рис. 8).

f- кратность циркуляции т.е. отношение массового расхода крепкого раствора G_К к массовому расходу пара из дефлегматора G_n.

Кратность циркуляции можно определить из материального баланса генератора:

fζ_KP = (f-1)ζ_СЛ + ζ_d

Отсюда

φ - удельный расход флегмы из дефлегматора, т.е. отношение массового расхода флегмы к массовому расходу пара;

φ можно определить из материального баланса дефлегматора: (1+φ)ζ₁ = 1·ζ₂ + φ·ζ₈

где ζ₁ - концентрация равновесного пара, образующегося в генераторе.

Удельная теплота конденсации, т.е. отвод тепла из конденсатора на единицу массового расхода пара

q_k = i₂ - i₃, кДж/кг

Удельная теплота абсорбции, т.е. отвод тепла в абсорбере на единицу массового расхода пара

q₀ =(i₆–i₁₀) + f(i₁₀-i₁₂), кДж/кг

Тепловой баланс установки проверяется по формуле:

q₀+q_г = q₀+q_k

Холодильный коэффициент:

ε₀ = q₀/q_г

Наблюдения и расчеты сведем в таблицу.

Таблица 4.2 Результаты измерений

№	Наименование величин	Показания приборов	Расчет.формулы	Результат

Требования к отчету

Отчет по работе должен содержать:

1. Принципиальную схему установки.

2. Журнал наблюдений и расчеты.

3. Построение цикла в i-ζ диаграмме.