Raschetnoe_zadanie (1)
.docxФилиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский университет «МЭИ»
в г. Смоленске
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Расчетное задание
по основам трансформации тепла
Студент: Хамдамов А.П. Группа: ЭО-12 Преподаватель: Галковский В.А. Вариант: 18
Задача №1
Расчет схемы одноступенчатой парожидкостной компрессионной холодильной установки без охладителя.
Принципиальная схема ПЖКХУ без охладителя и процессы работы в T,S –диаграмме:
I – компрессор; II – конденсатор; III – детандер; IV – испаритель; V - дроссельный вентиль
Исходные данные:
Полная холодопроизводительность установки Q0, кВт |
17 |
Температура хладоносителя на выходе из испарителя , |
-19 |
Температура хладоносителя на входе в испаритель , |
-26 |
Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора , |
10 |
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор , |
5 |
Конечные температуры: |
|
- в испарителе, |
3 |
- в конденсаторе , |
5 |
Рабочий агент |
|
Внутренний КПД компрессора , |
80 |
Электромеханический КПД компрессора , |
90 |
Решение:
1. Определим температуру испарения и температуру конденсации рабочего агента:
2. По известным температурам конденсации и испарения определим параметры рабочего агента в характерных точках схемы по T,S-диаграмме:
-
давление
-
температура
-
энтальпия
-
удельный объем (для точки 1)
Характерные точки схемы |
Параметры рабочего агента |
|||
p, МПа |
, |
h, кДж/кг |
, м3/кг |
|
1 |
0.12 |
-29 |
1656 |
0.1 |
2' |
0.75 |
90 |
1888 |
|
3 |
0.75 |
15 |
482 |
|
4'' |
0.12 |
-29 |
482 |
|
3. Определим энтальпию рабочего агента в точке 2:
4. Определим удельную холодопроизводительность установки:
кДж/кг
5. Определим массовый расход рабочего агента:
6. Определим внутреннюю работу компрессора:
кДж/кг
7. Определим удельную тепловую нагрузку конденсатора:
кДж/кг
- энтальпия рабочего агента на входе в конденсатор, кДж/кг
- энтальпия рабочего агента на выходе из испарителя, кДж/кг
8. Проверим сходимость электрического баланса:
1174+290=1464
9. Определим объемная производительность компрессора:
м3/кг
10. Определим полная тепловая нагрузка конденсатора:
кВт
11. Определим удельная работа компрессора:
12. Определим полная электрическая мощность компрессора:
кВт
13. Определим удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемого холода:
14. Определим холодильный коэффициент:
15. Определим коэффициент работоспособности холода
где - температура окружающей среды,
- средняя температура полученного тепла
16. Определим КПД с учетом потерь энергии в испарителе (КПД по хладоносителю)
17. Определим КПД установки без учета потерь энергии в испарителе (КПД по рабочему агенту)
где - температура испарения рабочего агента
Задача №2
Расчет схемы одноступенчатой парожидкостной компрессионной холодильной установки с регенерацией.
Принципиальная схема ПЖКХУ без охладителя и процессы работы в T,S –диаграмме:
I – компрессор; II – конденсатор; III – теплообменник; IV – дроссель;
V – испаритель
Исходные данные:
Полная холодопроизводительность установки Q0, кВт |
17 |
Температура хладоносителя на выходе из испарителя , |
-19 |
Температура хладоносителя на входе в испаритель , |
-26 |
Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора , |
10 |
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор , |
5 |
Конечные температуры: |
|
- в испарителе, |
3 |
- в конденсаторе , |
5 |
- в регенеративном теплообменнике, |
15 |
Рабочий агент |
|
Внутренний КПД компрессора , |
80 |
Электромеханический КПД компрессора , |
90 |
Решение:
1. Определим температуру испарения, температуру конденсации рабочего агента и температуру рабочего агента в т.1:
2. По T,S-диаграмме для R-12 определим параметры рабочего агента в характерных точках схемы:
-
давление
-
температура
-
энтальпия
-
удельный объем (для точки 1)
Характерные точки схемы |
Параметры рабочего агента |
|||
p, МПа |
, |
h, кДж/кг |
, м3/кг |
|
1 |
0.1 |
0 |
577 |
0.20 |
2' |
0.5 |
60 |
610 |
|
3 |
0.5 |
15 |
434 |
|
6 |
0.1 |
-29 |
559 |
|
3. Определим параметры рабочего агента в точке 2:
4. Определим параметры рабочего агента в точке 4 по уравнению теплового баланса регенеративного теплообменника:
5. Определим параметры рабочего агента в точке 5:
6. Определим удельную холодопроизводительность установки:
кДж/кг
7. Определим массовый расход рабочего агента:
8. Определяется внутренняя работа компрессора:
кДж/кг
9. Определяется удельная тепловая нагрузка конденсатора:
кДж/кг
- энтальпия рабочего агента на входе в конденсатор, кДж/кг
- энтальпия рабочего агента на выходе из испарителя, кДж/кг
10. Проверим сходимость электрического баланса:
=184.25
11. Определим объемную производительность компрессора:
м3/кг
12. Определим полную тепловую нагрузку конденсатора:
кВт
13. Определим удельную работу компрессора:
14. Определим электрическая мощность компрессора:
кВт
15. Определим удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемого холода:
16. Определим холодильный коэффициент:
17. Определим коэффициент работоспособности холода:
где - температура окружающей среды,
- средняя температура полученного тепла
16. Определим КПД с учетом потерь энергии в испарителе (КПД по хладоносителю)
17. Определим КПД установки без учета потерь энергии в испарителе (КПД по рабочему агенту)
где - температура испарения рабочего агента
Вывод: Сравнивая результаты расчетов двух разных холодильных установок, работающих на разных хладоагентах , можно сделать вывод, что одноступенчатая ПЖКХУ без охладителя, работающая на аммиаке, лучше, чем одноступенчатая ПЖКХУ с регенерацией, работающая на фреоне R-12, так как у первой установки выше холодильный коэффициент ( и меньше удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемого холода (
Смоленск 2013