Расчет расходных и энергетических параметров цикла




Исходными величинами для расчета расходных и энергетических параметров рассматриваемого цикла являются:

· холодопроизводительность Q0, кВт;

· температура воды или воздуха при входе в конденсатор Тw1, и выходе из него Тw2, 0С;

· температура охлаждаемой среды на выходе из прибора охлаждения (испаритель, воздухоохладитель) Тs2 и входе в него Тs1, 0С;

· индикаторный (адиабатный) ηi и механический ηм к.п.д. компрессора;

· коэффициент подачи компрессора λ;

· суммарная мощность насосов ∑Nнас (или вентиляторов), необходимая для движения внешних источников через конденсатор и прибор охлаждения, а также мощность масляных насосов, компрессоров, если они имеют индивидуальный привод, кВт.

· рабочее вещество (задается или выбирается в зависимости от конкретных условий).

После принятия ориентировочных значений Т0, р0, Тк, рк, рн, i3 и рвс строится цикл в T – s диаграмме.

Из диаграммы определяется удельная массовая холодопроизводительность цикла, кДж/кг

q0 = i6 – i5.

Массовый расход рабочего вещества в холодильной машине, кг/с

Ga = Q0/q0.

Объемный расход рабочего вещества, отсасываемый компрессором в рассматриваемом цикле, м3

Wц = Ga·υ1,

где υ1 – удельный объем пара на всасывании в компрессор, м3/кг (т .1, рис. 3.10).

Теоретический объемный расход рабочего вещества, отсасываемый компрессором, определяется из соотношения

WТ = Wц / λ.

Массовый расход воздуха или охлаждаемой среды в приборе охлаждения без учета теплоты, поступающей к рабочему веществу от наружного воздуха и теплоты трения при движении охлаждаемой среды, кг/с

где удельная теплоемкость воздуха или охлаждаемой среды (хладоносителя), кДж/(кг·К).

Массовый расход воды (или воздуха) для охлаждения конденсатора без учета теплоты отводимой или подводимой к рабочему веществу в конденсаторе из окружающей среды и теплоты трения при движении воды или воздуха через конденсатор, кг/с

где удельная теплоемкость воды (или воздуха), кДж/(кг·К).

Энергетические показатели холодильной машины:

v адиабатная удельная работа процесса сжатия, кДж/кг

s = i2s – i1;

v адиабатная мощность процесса сжатия, кВт

Ns = Gas;

v индикаторная мощность компрессора

Ni = Nsi;

v эффективная мощность, необходимая на привод компрессора

Ne = Ni / ηм;

v действительный холодильный коэффициент

.

На рис. 3.10 условно показаны температуры окружающей среды Тос и источника низкой температуры Тин т. Для этих условий обратимым циклом будет цикл a – b – c – d, при помощи которого с минимальными затратами, эквивалентными площади a – b – c – d, можно перенести теплоту q0 от источника низкой температуры к окружающей среде. В действительных условиях осуществляется цикл 1 – 2 – 4' – 0 – 6' – 1. Необратимые потери действительного цикла значительно увеличивают работу цикла. Максимальный коэффициент обратимости этого цикла, соответствующий случаю неохлаждаемого компрессора будет

Поэтому при проектировании и эксплуатации холодильной машины необходимо стремиться к сокращению необратимых гидравлических и тепловых потерь, что в конечном итоге сокращает расходы на производство искусственного холода.


Цикл холодильной машины с водяным теплообменником

Принципиальная схема и действительный цикл на Ts диаграмме этой холодильной машины приведены на рис. 3.11.

В этой схеме перед дроссельным вентилем установлен водяной теплообменник, в котором охлаждается рабочее вещество в процессе 4 – 5. Остальные процессы идут также как в предыдущем цикле. Необходимо отметить, что линия процесса 4 – 5, совпадающая с левой пограничной кривой показана условно, так как изобары в области жидкости идут более полого, чем левая пограничная кривая.

Тем не менее, изображение процесса 4 – 5 по левой пограничной кривой практически не влияет на анализ и расчеты цикла.

Охлаждение в водяном теплообменнике происходит за счет артезианской воды. Понижение температуры рабочего вещества перед дроссельным вентилем приводит к увеличению удельной массовой холодопроизводительности на величину ∆q0, что приводит соответственно к повышению холодопроизводительности холодильной машины на величину ∆Q0 = Gа·∆q0. Однако при этом затрачивается дополнительная мощность на привод водяного насоса Nв.н

Действительный холодильный коэффициент рассматриваемой холодильной машины будет

,

где Nе эффективная мощность компрессора, кВт.

Как правило, увеличение холодопроизводительности ∆Q0 влияет на рост холодильного коэффициента в большей степени, чем его снижение с введением дополнительной мощности Nв.н.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: