2 Розрахункова частина
2.1 Розрахунок температурних режимів
Розраховуємо цикл одноступінчатої холодильної установки , за відомими наступними даними:
» температура кипіння То, °C ……………………………….0°C
» конденсації Т, °C …………………………………….…... 40°C
» всмоктування Т1, °C …………………………………….. 10°C
» переохолодження рідкого холодоагенту °C ………...... 30°C
Робоче тіло …………………………………………… Фреон-134а
Побудуємо у lgР-I діаграмі (рис. 2.1) теоретичний холодильний цикл для холодоагенту R134а, прийнявши температуру кипіння t0 = 0°C, температуру конденсації tк = + 40°С, температуру рідкого холодоагенту після конденсатора + 30°С, температуру пари перед компресором 10°C.
Р исунок 2.1. - Діаграма теоретичного холодильного циклу для холодоагенту R134а.
Параметри холодоагенту у характерних точках процесу зводимо у таблицю 2.1.
Таблиця 2.1. Робочі параметри
Точка |
Параметри |
|
||||
T, °C |
Р, мПа |
i, кДж/кг |
V, м3/кг |
X |
||
1 |
0 |
0,3 |
390 |
- |
0 |
|
1/ |
10 |
0,3 |
410 |
0,07 |
0 |
|
2 |
55 |
1 |
430 |
- |
- |
|
3 |
40 |
1 |
420 |
- |
0 |
|
4 |
40 |
1 |
250 |
- |
1 |
|
5 |
30 |
1 |
240 |
- |
- |
|
6 |
0 |
0,3 |
240 |
- |
0,20 |
|
2.1.1 Визначення холодопродуктивності компресора
Температура кипіння холодоагенту 0°C, температура конденсації 40°C. У конденсаторі рідкий холодоагент переохолоджується до 30°C, у компресор з випарника надходить перегріта пара з температурою 10°C.
Питома масова холодопродуктивність холодильного циклу на 1кг фреону визначається за формулою [л.1, ср 48]
q0 = i1 – i6; (2.1)
де і1-i6 – різниця ентальпій, кДж/кг.
q0= 390 – 240 = 150 кДж/кг.
Питома робота стиску у компресорі:
l = i2 – i1/; (2.2)
де і – ентальпія, кДж/кг.(по 2 характеризує стан холод. Стану після тиску в компресорі, по 1-перегріта пара, що знаходиться в компресорі)
l = 430 – 410 = 20 кДж/кг.
Питоме теплове навантаження на конденсатор:
qk = i2 – і5; (2.3)
де і5 – ентальпія кДж/кг.(в точці 5характеризує стан рідкого фреону перед регулюючим вентилем)
qk = 430 – 240 = 190 кДж/кг.
Масова витрата холодоагенту: [Л.9,ст.77]
;
ru/c (2.4)
де Qo – розрахункова холодопродуктивність компресора, кВт;
qо - питома масова холодопродуктивність, кДж/кг.
0,0005
кг/с;
Об’ємна продуктивність компресора: [Л.9,ст.77]
;
(2.5)
де
-
масова витрата холодоагенту, м3/с;
-
відносний об’єм перегрітого пару;
-
коефіцієнт подачі.
=
0,000056 м3/с;
Коефіцієнт подачі компресора визначаємо в залежності від відношення тисків Рк /Ро = 5,3, який для поршневих компресорів складає 0,62.
Теоретична потужність, витрачена на компресор: (Л.9,ст.78)
Nт = М( i2 - i1` ); (2.7)
де М - масова витрата холодоагенту, кг/с.
Nт = 0,0005 . (430 – 410) = 0,01 кВт;
Індикаторний
ККД компресора визначаємо по графіку,
при Рк
/Ро
= 5,3 складає
=
0,7.
Дійсна потужність стиску
; (2.8
де - індикаторний ККД;
Nt – теоретична потужність компресора, кВт.
=
0,02 кВт.
Ефективна потужність компресора:
(2.9)
Ne=0.02/0.85=0.03
де
- ефективний ККД;
Ni – індикаторна потужність, кВт.
На підставі розрахунків холодильної машини вибираємо одноступінчатий поршневий компресор, марки PW 2.0 VK Q0 =0.076
Теплове навантаження на конденсатор: [Л.9,ст.53]
Qк = Qо + Ne; (2.11)
де Qо – холодопродуктивність компресора, кВт;
N – потужність електродвигуна, кВт.
Qк = 0,076 + 0,03 = 0.106 кВт.