ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.12.2021
Просмотров: 1633
Скачиваний: 6
10
-4
м
3
.
Задача 9.2.24
. Визначити кутову швидкість обертання колінчастого
вала і міру стиску в шестициліндровому чотиритактному карбюраторному
ДВЗ, якщо: N
e
= 65 кВт; Р
е
= 0,62 МПа; n = 2800 об/хв.; повний об’єм цилі-
ндра – 6
×
10
-4
м
3
.
Задача 9.2.25
. Визначити індикаторну потужність і механічний ККД
шестициліндрового
чотиритактного
карбюраторного
ДВЗ,
якщо:
Р
i
=0,7МПа; D=S=100 мм; W
n
=9,2 м/с; потужність механічних втрат–24 кВт.
Задача 9.2.26
. Визначити літраж і питому ефективну витрату палива
в шестициліндровому чотиритактному карбюраторному ДВЗ, якщо:
Р
е
= 0,6 МПа;
w
= 314 рад/с; витрата палива – 13,8 кг/год.
Задача 9.2.27
. Визначити витрату палива в чотирициліндровому чо-
тиритактному дизельному ДВЗ, якщо: Р
i
=0,68 МПа n=2500 об/хв.;
e
=16;
об’єм камери згорання – 0,25
×
10
-4
м
3
;
h
м
= 0,83; питома витрата палива –
0,185 кг/кВт
×
год.
Задача 9.2.28.
Визначити витрату палива в чотирициліндровому чо-
тиритактному карбюраторному ДВЗ, якщо: Р
i
= 0,65 МПа; D = 90 мм;
S =110 мм; W
n
= 10 м/с;
h
м
= 0,84; b
e
= 0,28 кг/кВт
×
год.
Задача 9.2.29
. Визначити літрову потужність і питому індикаторну
витрату палива в шестициліндровому чотиритактному карбюраторному
ДВЗ, якщо: Р
i
= 0,75 МПа; D = S = 120 мм;
w
= 336 рад/с;
h
м
= 0,82; витрата
палива - 43,2 кг/год.
Задача 9.2.30
. Визначити частоту обертання колінчастого вала і пи-
тому ефективну витрату палива в чотирициліндровому чотиритактному
дизельному ДВЗ, якщо: N
e
= 100 кВт; Р
е
= 0,6 МПа;
e
= 13; об’єм камери
згорання – 2,5
×
-4
м
3
; витрата палива – 23,4 кг/год.
Задача 9.2.31
. Визначити ефективний ККД шестициліндрового чоти-
ритактного карбюратного ДВЗ, якщо: Р
е
= 0,6 МПа; D = S = 90 мм;
W
n
= 8,4 м/с; витрата палива – 16 кг/год.; Q
р
н
= 43 МДж/кг.
Задача 9.2.32
. Визначити індикаторний і механічний ККД
чотирициліндрового чотиритактного дизельного ДВЗ, якщо: Р
i
=0,68 МПа;
w
= 157 рад/с;
e
= 16; об’єм камери згорання – 2,5
×
10
-4
м
3
; витрата палива –
22 кг/год.; Q
р
н
= 42 МДж/кг
Задача 9.2.33
. Визначити індикаторний ККД шестициліндрового
двотактного дизельного ДВЗ, якщо: Р
е
= 0,64 МПа;
e
= 16; об’єм камери
згорання - 8
×
10
-5
м
3
; n = 2200 об/хв.; потужність механічних втрат – 30 кВт;
витрата палива – 38 кг/год.; Q
р
н
= 41,8 МДж/кг.
Задача 9.2.34
. Визначити витрату палива у восьмициліндровому чо-
тиритактному карбюраторному двигуні, якщо: Р
е
= 0,7 МПа; повний об’єм
циліндра - 8
×
10
-4
м
3
; об’єм камери згорання - 7
×
10
-5
м
3
;
w
= 314 рад/с; Q
р
н
=
44 МДж/кг;
h
е
= 0,3.
Задача 9.2.35
. Визначити витрату умовного палива в циклі карбюра-
торного ДВЗ, якщо: t
1
=30
о
С;
e
=6; підведена теплота – 1000 кДж/кг; теоре-
тична потужність – 60 кВт.
Задача 9.2.36
. Визначити показники роботи циклу ДВЗ з
комбінованим підведенням теплоти, якщо: t
1
=20
o
C;
e
=5; t
3
=650
o
C;
t
5
=450
o
C; N
T
= 50кВт.
Задача 9.2.37.
Визначити показники роботи циклу ДВЗ з комбінова-
ним підведенням теплоти, якщо: Р
1
=740 мм.рт.ст.; t
1
=30
o
C;
e
=9; Р
3
=4 МПа;
загальна теплота, що підведена в циклі 1000 кДж/кг; N
T
=38 кВт.
Задача 9.2.38
. Визначити витрату умовного палива в чотири-
циліндровому чотиритактному дизельному ДВЗ, якщо: t
1
= 30
o
C;
t
2
= 580
o
C; t
4
= 300
o
C; D = 110 мм; S = 125 мм; W
n
= 9 м/с.
Задача 9.2.39
. Порівняти термічні ККД і питомі витрати умовного
палива в циклах ДВЗ з ізохорним та ізобарним підведенням теплоти, якщо:
Р
1
= 755 мм.рт.ст.;
r
1
= 1,25 кг/м
3
;
e
= 8; q
1v
= q
1p
= 1050 кДж/кг.
Задача 9.2.40
. Визначити показники роботи і питому витрату умов-
ного палива в циклі ДВЗ зі змішаним підведенням теплоти, якщо:
Р
1
= 730 мм.рт.ст.; t
1
= 27
o
C;
e
= 8; Р
3
= 3,5 МПа; Р
5
= 0,35 МПа.
Задача 9.2.41
. Визначити показники роботи циклу карбюраторного
ДВЗ і витрату умовного палива, якщо: Р
1
= 755 мм.рт.ст.;
r
1
= 1,15 кг/м
3
;
Т
4
= 387
о
С; Р
3
= 4 МПа; теоретична потужність N
Т
= 42 кВт.
10 ЦИКЛИ ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН І ТЕПЛОНАСОСНИХ
УСТАНОВОК
10.1 Приклади розв’язання задач
Задача 10.1.1
. Визначити холодильний і ексергетичний ККД,
потужності компресора і детандера повітряної холодильної машини
(рис.10.1), якщо відомо: витрата повітря V=7200 м
3
/год.; параметри
навколишнього середовища В=755 мм.рт.ст.; v
нс
=0,833 м
3
/кг; температура
повітря в холодильній камері (- 13
о
С); величина недогріву в холодильній
камері та газоохолоднику
q
= 5
о
С; холодовидатність Q
о
= 120 кВт; ККД
компресора і детандера 0,84 і 0,86, відповідно.
Розв’язування
Атмосферний тиск, кПа
Р
нс
= (В/750) 100 = (755/750) 100 = 101.
Температура навколишнього повітря, К
Т
нс
= Р
нс
v
нс
/R = 101∙0,833/0,287 = 290.
Масова витрата повітря, кг/с
G = V/(v
нс
∙3600) = 7200 /(0,833∙3600) = 2,4.
Питома холодовидатність, кДж/кг
q
o
= Q/(G C
p
) = 120/(2,4∙1) =50.
Рисунок 10.1 – Схема і цикл повітряної холодильної машини на Т-S
діаграмі: ХК – холодильна камера; К – компресор; ГО – газоохолодник;
Д - детандер.
Температури повітря на виході з газоохолодника і холодильної каме-
ри відповідно, К
Т
3
= Т
нс
+
q
= 290 + 5 = 295
Т
1
= Т
о
-
q
= 260 – 5 = 255.
Температура повітря на виході з детандера, К
Т
4
= Т
1
– q
o
/C
p
= 255 – 50/1 = 205.
Питома робота в детандері, кДж/кг
l
д
= C
p
(T
3
– T
4
) = 1 (295 - 205) = 90.
Міра зменшення тиску в детандері
l
= (Т
3
/Т
4
)
k/(k-1)
= (295/205)
1,4/(1,4 - 1)
= 3,57.
Температура повітря за компресором, К
Т
2
= Т
1
[1 + (
l
(k-1)/k
- 1)/
h
к
] = 255 [1 + (3,57
(1,4-1)/1,4
) /0,84] = 388.
Питома робота компресора, кДж/кг
l
к
= С
р
(Т
2
– Т
1
) = 1 (388 - 255) = 133.
Потужність детандера і компресора, кВт
N
д
= G
l
д
= 2,4 90 = 216
N
к
= G
l
к
= 2,4 133 = 319.
Питома робота циклу, кДж/кг
l
ц
=
l
к
–
l
д
= 133 – 90 = 43.
Холодильний коефіцієнт
e
= q
o
/
l
ц
= 50/43 = 1,163.
Питома теплота, яка відведена в газоохолоднику. КДж/кг
q
1
= q
o
+
l
ц
= 50 + 43 = 93.
Питома ексергія підведеної теплоти, кДж/кг
e
xqo
= q
o
(T
нс
/ T
o
- 1) = 50 (290 /260 – 1) = 5,77.
Ексергетичний ККД холодильної машини
h
е
=
e
xqo
/
l
ц
= 5,77/43 = 0,134.
Задача 10.1.2.
Визначити потужність компресора, холодильний
коефіцієнт, ексергетичні втрати і ексергетичний ККД холодильної маши-
ни, робочим тілом якої є хладон R12, якщо холодовидатність
Q
о
= 214 кВт; температура в холодильній камері – 25
о
С; температура нав-
колишнього середовища 25
о
С; величина недогріву в конденсаторі та ви-
парнику
q
= 5
о
С; ефективний ККД компресора 0,8 (рис.10.2).
Рисунок 10.2 – Схема парокомпресійної холодильної машини та її
цикл на Р-h діаграмі: КМ – компресор; ВП – випарник; ДВ – дросельний
вентиль; КН – конденсатор.
Розв’язування
Температура випаровування і конденсації відповідно,
о
С
t
в
= t
о
-
q
= -25 - 5 = -30.
t
кн
= t
нс
+
q
= 25 + 5 = 30
Будуємо цикл холодильної машини на Р-h діаграмі. На перетині ізо-
терм t
в
і t
кн
з лінією х = 1 визначаємо точки 1 і 2
¢¢
. Точку 3 визначаємо на
перетині ізобари (ізотерми t
кн
) з лінією х = 0. Точку 4 визначаємо на пере-
тині ізобари (ізотерми t
в
) з ізоентальпією h
4
. Точку 2
о
, яка характеризує
стан робочого тіла після стиску в теоретичному (адіабатному) компресорі
визначаємо на перетині ізобари Р
2
з ізоентропою S
1
. Запишемо параметри в
характерних точках циклу:
Р
1
= 950 кПа; h
1
= 537 кДж/кг; S
1
= 4,48 кДж/(кг К);
Р
2
= 0,75 МПа; h
2о
= 575 кДж/кг; S
2о
= 4,48 кДж/(кг К);
Р
3
= 0,75 МПа; h
3
= 430 кДж/кг; S
3
= 4,1 кДж/(кг К);
Р
4
= 950 кПа; h
4
= 430 кДж/кг; S
4
= 4,125 кДж/(кг К).
Питома робота компресора, кДж/кг
км
l
= (h
2o
– h
1
)/
h
кн
= (575 - 537)/0,8 = 47,5.
Ентальпія пари за компресором, кДж/кг
h
2
= h
1
+
км
l
= 537 + 47,5 = 584,5.
Точку 2 визначаємо на перетині ізобари Р
2
з ізоентальпою h
2
. Ен-
тропія в точці 2: S
2
= 4,51 кДж/(кг К).
Питома холодовидатність машини, кДж/кг
q
o
= h
1
– h
4
= 537 – 430 = 107.
Масова витрата холодоагента, кг/с
G = Q
o
/q
o
= 214/107 = 2.
Потужність компресора, кВт
N
км
= G км
l
= 2
×
47,5 = 95.
Питома теплота, що відводиться з конденсатора
q
1
= h
2
– h
3
= q
o
+
км
l
= 107 + 47,5 = 154,5.
Холодильний коефіцієнт
e
= q
o
/
км
l
= 107/47,5 = 2,25.
Ексергетичний ККД циклу холодильної машини
h
e
= (T
нс
/Т
в
- 1)
e
= (298/243 - 1) 2,25 = 0,509.
Питомі втрати ексергії, кДж/кг:
в компресорі
вт
хкм
e
D
= Т
нс
(S
2
– S
1
) = 298 (4,51 – 4,48) = 8,94;
в конденсаторі
вт
хкн
e
D
= q
1
- Т
нс
(S
2
– S
3
) = 145,5 - 298 (4,51 – 4,1) = 5,6;
в процесі дроселювання
вт
хдр
e
D
= Т
нс
(S
4
– S
3
) = 298 (4,125 – 4,1) = 7,46;
в холодильній камері (випарнику)
вт
хв
e
D
= Т
нс
(S
1
– S
2
) - q
o
= 298 (4,48 – 4,125) - 107 = 1,21.
Загальні ексергетичні втрати
S
вт
х
e
D
=
вт
хкм
e
D
+
вт
хкн
e
D
+
вт
хдр
e
D
+
вт
хв
e
D
= 8,94 + 5,6 + 7,45 + 1,21 = 23,21.
Перевіряємо значення
h
е
h
е
= 1 -
S
вт
х
e
D
/
к
l
= 1 – 23,21/47,5 = 0,51.
Задача 10.1.3.
Потужність системи опалення і гарячого водопоста-
чання (теплофікації) промислового підприємства складає 5 МВт. На під-
приємстві є стічні води з витратою 330 м
3
/год. і температурою 30
о
С, які
охолоджуються і циркулюють в системі оборотного технічного водопоста-
чання. В зв’язку з цим запропоновано теплопостачання підприємства здій-
снювати за допомогою теплонасосної установки (ТНУ). Визначити
доцільність застосування аміачної ТНУ в порівнянні з водогрійною ко-
тельною. В розрахунках прийняти: величини недогріву в конденсаторі та
випарнику ТНУ (рис.10.3)
q
= 5
о
С; температуру гарячої води в системі