Методические указания
Почему в теплотрансформаторах осуществляются обратные циклы? Это можно понять, если сравнить назначение теплотрансформаторов с назначением тепловых двигателей. В теплотрансформаторах теплота передается от холодного тела к горячему и этот процесс требует затраты работы. Назначение тепловых двигателей – получить полезную работу за счет тепла горячего источника; не превращенное в работу тепло самопроизвольно переходит к холодному источнику.
Важно разобраться с коэффициентами, оценивающими эффективность циклов теплотрансформаторов ( ). Коэффициенты зависят от температур источников тепла и не могут использоваться для сравнения по эффективности одноименных теплотрансформаторов, работающих в разных температурных интервалах. Показателем термодинамического совершенства любых теплотрансформаторов является эксергетический КПД ( ).
Необходимо понимать особенности работы и применения газовых (воздушных) и парокомпрессионных холодильных установок:
· почему в газовых холодильных установках не применяется дроссельный вентиль вместо громоздкого детандера;
· почему термодинамическая эффективность циклов парокомпрессионных холодильных установок существенно выше, чем газовых;
· в каких установках больше расходы ХА и почему;
· как можно увеличить холодопроизводительность парокомпрессионных холодильных машин и т.д.
Задачи
1. В цикле воздушной холодильной установки параметры воздуха на входе в компрессор p1 = 1 бар, t = -10 0С, параметры воздуха на входе в детандер p3 = 5 бар, t3 = 15 0С.
Определить удельную холодопроизводительность (qx), затрачиваемую работу (l), холодильный коэффициент (et) и эксергетический КПД ( ) обратимого цикла.
Теплоемкость воздуха принять постоянной согласно молекулярно-кинетической теории газов.
Решение
Схема и обратимый цикл воздушной холодильной установки приведены на рис. 10.2-10.4.
Рассчитываются температуры в узловых точках цикла T2 и T4 по уравнению (4.48). (Для воздуха - двухатомный газ - показатель адиабаты
k = 1,4):
Затрачиваемая работа при условии постоянной теплоемкости
определяется по формуле
. |
Удельная холодопроизводительность
. |
Холодильный коэффициент обратимого цикла
. |
Холодильный коэффициент цикла Карно
. |
Эксергетический КПД обратимого цикла
. |
Ответы: qx = 81,2 кДж/кг, l = 47,3 кДж/кг, et = 1,72, = 0,163.
2. Компрессор аммиачной холодильной установки всасывает мокрый пар при давлении p1 =1,9 бар, степени сухости x1 = 0,9 и сжимает его адиабатно до давления p2 = 8,57 бар, при этом пар становится сухим насыщенным.
Определить холодопроизводительность (qx), отводимое в конденсаторе тепло (q0), работу компрессора (lk), внутренний относительный КПД ( ), холодильный коэффициент и эксергетический КПД действительного цикла (eд, ).
Решение
Действительный цикл (1-2д-3-4), осуществляемый в аммиачной холодильной установке, представлен на рис. 10.9.
Энтальпии (h) в узловых точках цикла определяются с помощью таблицы насыщенного пара аммиака (табл. 3 Приложения). Энтальпия и энтропия аммиака на входе в компрессор (h1, s1) рассчитываются по формулам (5.2), (5.4). Параметры берутся из табл.3 при p1 = 1,9 бар:
При p2 = 8,57 бар из табл.3 находятся значения h2д = h¢¢ = 1699,4 кДж/кг, h3 = h4 = h¢ = 512,5 кДж/кг.
Степень сухости x2 рассчитывается по формуле (5.7) через энтропию
s2 = s1:
, |
энтальпия h2 рассчитывается по формуле (5.2):
Удельная холодопроизводительность
. |
Теплота, отводимая в конденсаторе,
. |
Работа компрессора
. |
Внутренний относительный КПД компрессора
. |
Холодильный коэффициент действительного цикла
. |
По давлениям p1 и p2 из табл.3 находятся tx = - 20 0С, tоc = 20 0С, рассчитывается холодильный коэффициент обратного цикла Карно (по формуле (10.2))
и эксергетический КПД действительного цикла
. |
10.6 Ответы:
11. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Дата добавления: 2021-07-22; просмотров: 346;