Определение параметров рабочего агента в характерных токах схемы

ИННОВАЦИОННЫЙ ЕВРАЗИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ДЕПАРТАМЕНТ «ЭНЕРГЕТИКИ И МЕТАЛЛУРГИИ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Системы производства и распределения энергоносителей

НА ТЕМУ: Расчет одноступенчатой компрессорной холодильной установки

Выполнил(а): ст. гр.ТЭ-402

Жиляев Станислав

Проверил(а): старший преподаватель

Плевако А.П.

Павлодар 2015

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Трансформаторами тепла (или термотрансформаторами) называю­тся технические системы, в которых осуществляется отвод энергии в форме тепла от объектов с относи­тельно низкой температурой к при­емникам тепла с более высокой температурой.Такое преобразова­ние, называемое в технике повыше­нием потенциала тепла, не может, как следует из термодинамики, про­исходить самопроизвольно. Для по­вышения потенциала тепла необхо­дима затрата внешней энергии того или иного вида: электрической, ме­ханической, химической, кинетичес­кой энергии потока газа или пара и др.

По принципу работы трансформаторы подразделяются на: компрессионные (паровые и газовые), сорбционные, струйные, термоэлектрические и магнитные установки.

По виду осуществляемого процесса различают трансформаторы тепла, работающие по замкнутому циклу и разомкнутому процессу. В первой группе рабочий агент циркулирует в замкнутом контуре (паровые компрессорные, абсорбционные и некоторые газовые и струйные эжекторные установки). Во второй - агент при работе полностью или частично выводится из установки (в виде полезного продукта или отхода). Взамен отведённого в установку подаётся такое же количество рабочего агента извне. По разомкнутому процессу работают установки для ожижения и замораживания газов и в ряде случаев газовые компрессионные и струйные установки.

Холодильные установки в зависимости от агрегатного состояния рабочего тела делятся на следующие типы:

1) Газовые - такие установки, в которых рабочее тело во всех процессах остаётся в газообразном состоянии.

2) Газожидкостные - установки, в тёплой части которых рабочее тело находится в виде газа при температурах, далёких от критической, а в холодной части - в виде влажного пара и жидкости.

3) Парожидкостные - установки, в которых рабочее тело находится либо в виде жидкости и влажного пара, либо перегретого пара при температурах ниже критической, или близкой к ней. Парожидкостные холодильные установки в зависимости от принципа работы делятся на три вида: парокомпрессионные, абсорбционные и струйные.

В данной работе рассчитана парожидкостная компрессионная установка.

I – компрессор; II – конденсатор; III – охладитель; IV – дроссельный вентиль; V – отделитель жидкости; VI – испаритель

Рисунок 1 – Схема парожидкостной компрессионной холодильной установки

Принцип работы реальной компрессионной холодильной установки:

Тепло от теплоотдатчика подводится к рабочему агенту в испарителе VI. В результате подвода тепла рабочий агент кипит в испарителе при давлении и температуре . Пар, полученный в испарителе, поступает в отделитель жидкости V, где он освобождается от капель влаги, а затем засасывается компрессором I. В компрессоре рабочего агента сжимаются с давления до давления . Температура конденсации пара при этом соответственно повышается с до . Из-за трения и необходимого теплообмена процесс сжатия в компрессоре 1-2 не совпадает с изотропным сжатием 1-2’ (рисунок 2).

Из компрессора пар поступает в конденсатор II, где в результате отвода тепла к теплоприемнику происходит охлаждение рабочего агента и конденсация пара.

Жидкий хладагент при давлении и температуре проходит через охладитель III, где в результате отвода тепла во внешнюю среду температура жидкого хладагента снижается с до = .

После охладителя жидкий хладагент проходит через дроссельный вентиль IV, где в результате дросселирования давление рабочего агента падает с до и температура снижается. При этом рабочий агент частично испаряется. После дроссельного вентиля охлажденный рабочий агент проходит через отделитель жидкости, в котором производится отделение жидкой фазы от паровой. Жидкий агент поступает в испаритель VI, где к нему подводится тепло теплоотдатчика (объекта охлаждения); полученный пар отводится непосредственно во всасывающий патрубок.

Рисунок 2 – Процесс работы реального компрессионного трансформатора

1 Задание на курсовую работу

Исходные данные для выполнения курсовой работы приведены в таблице 1.

Таблица 1- Задания для выбора варианта курсовой работы

Сумма последних цифр зачетной книжки		Температура рассола в испарителе	Температура охл. воды в конденсаторе	КПД компрессора	Артезианская вода
, 0С	, 0С	, 0С	, 0С			,	, 0С
		-12	-18			0, 75	0, 9

Определение параметров рабочего агента в характерных токах схемы

2.1 Конечная разность температур в испарителе:

.

в конденсаторе:

2.2 Расчетная температура испарения:

2.3 Расчетная температура конденсации:

2.4 Предварительный перепад температур жидкого аммиака в охладителе:

.

2.5 Параметры рабочего агента в характерных точках схемы находят по T-S диаграмме, результаты вносят в таблицу 2.

2.6 Энтальпия рабочего агента на выходе из компрессора:

, ,

кДж/кг.

Таблица 2– Параметры рабочего агента в характерных точках схемы

Точка на схеме	Параметры рабочего агента
	Р, МПа
	-21	0, 18	0, 675	1658, 05	9, 148
		1, 24	0, 170	2052, 16	9, 398
	116, 25	1, 24	0, 155	1953, 63	9, 315
		1, 24	Менее 0, 01		4, 799
		0, 90	Менее 0, 01		4, 620
	-21	0, 18	0, 138		4, 625

2.7 Удельная внутренняя работа компрессора:

,

.

2.8 Удельный расход тепла на единицу расхода рабочего агента в отдельных аппаратах установки:

а) испаритель ;

б) конденсатор ;

в) охладитель .

2.9 Энергетический баланс установки при отсутствии внешнего охладителя компрессора,

,