- •Введение
- •Задание
- •Исходные данные:
- •Расчет значений основных параметров состояния в характерных точках цикла
- •Технические показатели холодильной машины
- •Метод коэффициентов полезного действия для обратного цикла
- •Эксергетический метод для обратного цикла
- •Заключение
- •Список использованной литературы
- •Оглавление
- •Курсовой проект
- •«Холодильный цикл»
Эксергетический метод для обратного цикла
Работоспособность (максимальная полезная работа, эксергия) системы, состоящей из источника работы и окружающей среды определяется выражением:
lmax = e =(i1 – i0) – T0(s1 – s0). (64)
Здесь индексы 1 и 0 относятся соответственно к начальному (неравновесному) и конечному (равновесному) состояниям этой системы, а Т0 –температура окружающей среды.
Общий вид технического совершенства машины, работающей по обратному циклу, является его КПД:
, (65)
где – эксергия вырабатываемого холода или теплоты; – полная энергия, затраченная в установке.
При анализе холодильного (обратного) цикла принимается, что давление окружающей среды р0 = 100 кПа, температура окружающей среды t0 = 20 С (Т0 = 293 К), температура хладоносителя (ХН), отдающего теплоту холодильному агенту (ХА), принимается равной температуре ХН на выходе из испарителя , С (, К).
Для построения диаграммы эксергетического баланса требуется вычислить потери эксергии в отдельных узлах установки. Параметры, необходимые для расчета, определяются из диаграмм или таблиц термодинамических свойств рабочего тела.
Вычисление эксергии потока в узловых точках реального цикла проводится по формуле (64): e1, e6, e2д, e4, e5.
е1=(1650,2-841,4)-293(8,7584-5,482)= -151,2,
е2=(1952-841,4)-293(8,84-5,482)=126,12,
е4=(613,4-841,4)-293(4,718-5,482)= -4,15,
е5=613,4-841,4-293(4,81-5,482)= -31,104,
е6=1671,4-841,4- 293(8,84-5,482)= -153,9,
е2д=2001,2-841,4-293(8,962-5,482)=140,16.
Изменение эксергии холодильного агента в испарителе
=
= -151,2+31,104= -120,096.
Это изменение эксергии складывается из двух составляющих: часть эксергии отводится с хладоносителем, который имеет температуру (это полезный расход эксергии)
=1036,8(1-293/271)= -84,16.
Другая часть эксергии теряется из-за необратимости процесса теплообмена в испарителе
= -120,096+84,2= -35,896,
в данном процессе необратимость увеличивает эксергию системы, так как температура из-за необратимости еще больше становится ниже температуры окружающей среды.
Изменение эксергии потока в паропроводе:
= -153,9+151,2= -2,7.
Работа установки обеспечивается подводом электроэнергии в компрессоре. Удельное количество подводимой эксергии равно
=343,5.
Внутренние и внешние потери эксергии в компрессоре составят
= -62,86.
Изменение эксергии холодильного агента в конденсаторе
=
=-4,15-126,12= -130,3.
Это изменение эксергии происходит по двум причинам: часть эксергии отводится (теряется) с охлаждающей водой, температура которой ниже температуры конденсации и равна температуре на входе в конденсатор :
=133,64(1- 293/303)=44,17;
другая часть теряется из-за необратимости процесса теплообмена
= -130,3-44,17=-174,5.
Потери эксергии из-за необратимости при дросселировании, когда :
= -31,104+4,15= -26,954.
Эксергетический КПД холодильной установки, %:
= -84,2/343,5*100= -24,5.
Потери эксергии составляют (%):
в компрессоре
= -18,3;
с водой, охлаждающей конденсатор
=44,2/343,5*100=12,87;
от необратимости в конденсаторе
= -203,36/343,5*100= -59,2;
от необратимости при дросселировании
= - 26,954/343,5*100= -7,8;
в испарителе
= -35,896/343,5*100= -10,45;
в паропроводе
= -2,7/343,5*100= -0,79.
Уравнение эксергетического баланса
,
343,5= -35,896-62,86-2,7+44,17-174,5-26,954-84,16
343,5=-342,9
На основании уравнения эксергетического баланса для данной парокомпрессионной установки необходимо построить диаграмму распределения потоков эксергии (рис. 4).