Линия 3-4 - процесс дросселирования хладагента в капиллярной трубке при регенеративном теплообмене с всасываемыми из испарителя парами. На данной стадии процесса дросселирования снижаются давление, температура и начинается частичное парообразование хладагента.

Линия 4-2 – адиабатический изоэнтальпический процесс дросселирования. Данная стадия процесса дросселирования начинается на выходе капиллярной трубки из регенеративного теплообменника и завершается в конце капиллярной трубки, т. е. непосредственно в испарителе. В процессе 4-2 происходит снижение давления и температуры хладагента и продолжается парообразование, при котором часть жидкого хладагента превращается в пар.

Температура жидкого хладагента после регенеративного теплообмена определяется из условия теплового баланса: количество тепла, подведенного к пару (i₆ - i₅), равно количеству тепла, отведенного от жидкости (i₃ - i₄):

i₄ = i₃ - i₆ + i₅. (1)

Теоретический цикл работы холодильного агрегата бытового холодильника может быть построен по следующим исходным данным:

• 
  t_о - температура кипения хладагента в испарителе;
  
• 
  t_к - температура конденсации хладагента в конденсаторе;
  
• 
  t_пер - температура перегрева паров, всасываемых в цилиндр компрессора;
  
• 
  t_о.с.- температура окружающей среды;
  
• 
  t_по - температура переохлаждения жидкости перед дросселированием.
  

Построение теоретического цикла по исходным данным и определение с помощью таблиц или диаграмм параметров хладагента в реперных точках позволяет провести приближенный расчет основных элементов холодильного агрегата.

Основные показатели термодинамической эффективности цикла рассчитываются по следующим формулам.

1. Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг:

q_о = i₅ - i₂. (2)

2. Удельная изоэнтропическая работа компрессора, кДж/кг:

l_s = i₇ - i₆. (3)

3. Удельное количество теплоты, отведенное в конденсаторе, кДж/кг:

q_к = i₈ - i₉. (4)

4. Холодильный коэффициент теоретического цикла:

 = q_о / l_s. (5)
Построение теоретического цикла работы холодильного агрегата рассмотрим на примере по следующим исходным данным: t_о = -30С; t_к = 30С; t_о.с. = 20С; t_пер = 23С.

Температура переохлаждения определяется из соотношения:

t_по

---

= t_к - (2…4) С. (6)
Построение цикла удобно начинать с точки 5 и нанесения линии, изображающей на диаграммах Т - S и Р - i процесс кипения. В области влажного пара этот процесс совпадает с изобарой, соответствующей давлению кипения Р_о = 1,00210⁵ Па (t_о=-30С).

Параметры точки 5 определяются по заданной температуре t_о из таблицы термодинамических свойств насыщенных паров хладагента R134а (вкладка 1). В таблицах термодинамических свойств параметры жидкости обозначаются одним штрихом (v, i, S), а параметры паровой фазы – двумя штрихами (v, i, S).В точке 5 хладагент находится в паровой фазе, поэтому из таблицы 5.2 выбираем значения v, i, S.

Точка 6, характеризующая состояние пара, поступающего в цилиндр компрессора, находится в области перегретых паров. Параметры точки 6 определяются из таблицы термодинамических свойств перегретых паров хладагента (вкладка 2) по давлению Р_о и заданной температуре t_пер. В рассматриваемом примере t_пер = 23С, поэтому значения удельного объема, энтальпии и энтропии находятся по таблице 5.3 перегретых паров для Р_о = 1,00210⁵ Па и t_пер = 23С.

Во вкладке 2 все параметры даны с шагом по температуре в 5С, поэтому для промежуточных значений температуры используется метод линейной интерполяции. Метод основан на предположении о линейном характере изменения значений функции в интервале между двумя заданными значениями аргумента. Реализацию этого метода рассмотрим на примере (рис.5).



Рис. 5. Пример использования метода линейной интерполяции

Согласно методу линейной интерполяции при заданных значениях аргумента Z₁ и Z₂ и условии (Z₁Z₂) приведены значения функции У₁ и У₂. Для нахождения значения функции У при промежуточном аргументе Z используется уравнение прямой линии (линия 12 на рис.3):

, (7)

где . (8)

В рассматриваемом примере в таблице 5.3 при давлении Р

---

_о = 1,00210⁵ Па приведены значения температуры 20 и 25С. Для определения удельного объема, энтальпии и энтропии при промежуточных значениях температуры используются приведенные выше уравнения:



Аналогично по уравнениям (7) и (8) определяются значения энтальпии i₆=570,12 кДж/кг и энтропии S₆=4,6943 кДж/кгК.

В случае, если значение давления Р_о в таблице вкладка 2 отсутствует, но есть значение температуры t_пер, все необходимые параметры также определяются с помощью метода линейной интерполяции. В качестве аргумента Z используется давление, а значения удельного объема, энтальпии и энтропии рассчитываются из уравнения (7).

Состояние пара в конце процесса сжатия характеризуется точкой 7, находящейся на пересечении адиабаты сжатия (S₆ = S₇ = 4,6943 кДж/кг) с изобарой конденсации, соответствующей заданной температуре конденсации.

Для определения температуры, удельного объема и энтропии в точке 7 предварительно из таблицы вкладка 1 по температуре конденсации t_к = 30С находится давление конденсации Р_к =7,43610⁵ Па. Температура конца процесса сжатия t₇ на данном этапе расчета неизвестна, и для ее вычисления используется условие постоянства энтропии в адиабатическом процессе сжатия: S₆ = S₇ = 4,6943 кДж/кг. Так как данное численное значение не совпадает с табличным для давления Р_к =7,43610⁵ Па, то вычисление температуры производится на основе метода линейной интерполяции. Для этого выбираются два ближайших табличных значения энтропии, между которыми находится S₇, т. е.

S₇₁ = 4,6858 кДж/кг и S₇₂ = 4,6953 кДж/кг, причем S₇₁ S₇₂.

,

,

,

.

Состояние паров хладагента в начале процесса конденсации характеризуется точкой 8, в конце процесса - точкой 9,расположенных соответственно на правой и левой пограничных кривых. Значения параметров в этих точках находятся по таблице вкладка 1 насыщенных паров по известному значению температуры конденсации (t_к = 30С). Для точки 8 (насыщенный пар) выбираются значения с двумя штрихами, для точки 9 (насыщенная жидкость) - с одним штрихом.

---

Термодинамические параметры, характеризующие состояние хладагента в точке 1 (жидкость) определяются по таблице вкладка 1 насыщенных паров для температуры переохлаждения t_по. Давление Р₁ переохлажденной жидкости не соответствует температуре t₁ и определяется по соотношению:

Р₁ = Р_к - (0,05…0,1) 10⁵ Па,

Для рассматриваемого случая принимаем Р₁ = 7,350 10⁵ Па, температура переохлаждения t_по = 28С.

Термодинамическое состояние хладагента в точке 3 определяется по значению заданной температуры окружающей среды t_ос из таблицы вкладка 1 Температура, удельный объем, энтальпия и энтропия определяются для жидкой фазы хладагента по температуре t_ос.

Параметры состояния хладагента в точке 4 определяются из условия теплового баланса регенеративного теплообменника:



где и - средняя удельная теплоемкость хладагента.

Значения теплоемкостей С₃ и С₄ определяются по таблице вкладка 3 теплофизических свойств насыщенной жидкости по значениям t₃ и t₄. Температура хладагента в точке 4 на данном этапе неизвестна, поэтому для определения теплоемкости С₄ задается приближенное значение t₄, выбираемое в зависимости от заданного значения t_о.с.

При t_о.с. = 20С теплоемкость С₄ определяется по температуре t₄= 13С; при t_о.с. = 25С значение С₄ определяется по температуре t₄= 10С; при t_о.с. = 32С значение С₄ определяется по температуре t₄= 0С; при t_о.с. = 43С значение С₄ определяется по температуре t₄= 5С.

Для рассматриваемого случая С₃ = 0.979 кДж/кгК. Температура t₄ принимается равной 13С и по этому значению температуры из таблицы 5.4 определяется С₄:



Значения С₅ и С₆ определяются по таблице Вкладка 3 теплофизических свойств сухого насыщенного пара R12 для значений температур соответственно t₅ и t₆.

С₅ = 0,576 кДж/кгК; С₆=0,708 кДж/кгК.



Значение полной удельной энтальпии i

---

₄ в точке 4 определяется по соотношению, вытекающему из уравнения теплового баланса регенеративного теплообменника (1):



Значение массового расходного паросодержания хладагента Х₄ в точке 4 определяется из соотношения:

,

где

i4, i4

-

энтальпия соответственно жидкости и пара, определяемая по температуре t4 из таблицы 5.2.

Значения V₄ и S₄ парожидкостной смеси хладагента определяются из выражений:

v₄ = v₄ + x₄(v₄ - v₄) = 0,0006919+0,019( 0,09518-0,0006919) = 0,00249 м³/кг;

S₄ = S₄ + x₄(S₄ - S₄) = 3,9437 + 0,019(4,5680 – 3,9437) = 3,9556 кДж/кгК.

где	v4, v4	-	удельный объем соответственно жидкости и пара, определяемый по температуре t4 из таблицы 5.2;
	S4, S4	-	энтропия соответственно жидкости и пара, определяемая по температуре t4 из таблицы 5.2.

Термодинамические параметры, характеризующие состояние хладагента в точке 2, определяются следующим образом. Массовое расходное паросодержание хладагента Х₂ рассчитывается из условия равенства энтальпии в точках 4 и 2 (i₂ = i₄) при изоэнтальпическом процессе дросселирования:

где

i2, i2

-

энтальпия соответственно жидкости и пара, определяемая по температуре кипения tо из таблицы 5.2.

Значения удельного объема V₂ и энтропии S₂ рассчитываются аналогично соответствующим параметрам точки 4:

v₂ = v₂ + x₂(v₂ - v₂); S₂ = S₂ + x₂(S₂ - S₂).

Все параметры основных термодинамических точек цикла заносятся в таблицу.

---

Смотрите также файлы

• Правила оформления практики, курсовой.pdf

• Организация работы грильбара на 50 мест. Организация производства продукции в горячем цехе.rtf

• Управление структурой капитала и дивидендной политикой.pdf

• "Преступления против общественной нравственности".pptx

• Преподавание по программам начального общего образования (iii этап) для студентов специальности.docx