Расчет теоретического цикла паровой компрессионной холодильной машины

Заданными величинами для расчета теоретического цикла являются:

холодопроизводительность машины Q₀;

температура кипения холодильного агента t₀;

температура конденсации холодильного агента t;

температура холодильного агента перед регулирующим вентилем t_п;

температура холодильного агента при всасывании в компрессор t_вс.

По заданным температурам наносят цикл на тепловую диаграмму, при помощи которой и ведут расчет. При этом весь цикл на диаграмме можно не изображать, а отметить только характерные точки (1, 2 и т.д.) цикла и выписать соответствующие этим точкам значения необходимых параметров холодильного агента. Нумеруются характерные точки цикла так, как показано на рис.7 и 10.

Расчет теоретического цикла можно выполнить и без помощи тепловых диаграмм, если имеются таблицы насыщенных и перегретых паров холодильного агента.

При расчете теоретического цикла определяют следующие величины:

1.Удельная массовая холодопроизводительность холодильного агента, в джоулях на килограмм:

Буквой i здесь и в последующих формулах расчета обозначена энтальпия холодильного агента в точках цикла, соответствующих индексам этой буквы.

2.Энергия, затрачиваемая на адиабатическое сжатие холодильного агента в компрессоре, в джоулях на килограмм:

. (5)

3.Тепло, отводимое от холодильного агента в конденсаторе (считая, что переохлаждение производится тоже в конденсаторе), в джоулях на килограмм:

. (6)

Соответственно принципу работы компрессионных холодильных машин

. (7)

Это равенство хорошо видно и в графическом изображении его величин в тепловых диаграммах. Уравнение (7) называется тепловым балансом компрессионных холодильных машин.

4.Холодильный коэффициент теоретического цикла

. (8)

5.Массовая производительность компрессора, т.е. масса холодильного агента, которую должен засасывать компрессор за секунду:

. (9)

6.Удельный объем паров холодильного агента, всасываемого компрессором, в метрах кубических на килограмм v₁.

7.Удельная объемная холодопроизводительность всасываемых в компрессор паров холодильного агента, в джоулях на метр кубический:

. (10)

8.Объемная производительность компрессора, в метрах кубических в секунду:

. (11)

9.Теоретическая мощность, т.е. мощность, затрачиваемая в цилиндре компрессора на адиабатическое сжатие холодильного агента, в ваттах:

. (12)

10. Количество энергии, отводимой от холодильного агента в конденсаторе, называемое тепловой нагрузкой на конденсатор, в ваттах:

. (13)

Глава IV

ПРОЦЕССЫ В ЦИЛИНДРЕ ПАРОВОГО ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

При рассмотрении теоретического процесса в цилиндре компрессора и построении его индикаторной диаграммы (рис.11) принимают, что с началом движения поршня из левого крайнего положения вправо открывается всасывающий клапан и холодильный агент всасывается в цилиндр. Всасывание (линия а-1) происходит при постоянном давлении p₀, равном давлению в испарителе, из которого засасывается холодильный агент, и заканчивается, когда поршень достигает своего крайнего правого положения. Всасывающий клапан при этом закрывается. В процессе всасывания паров холодильного агента в цилиндр компрессора остается постоянным не только их давление, но также температура и удельный объем. При обратном движении поршня - справа налево - в цилиндре происходит адиабатическое сжатие (линия 1-2) холодильного агента. Он сжимается до давления p, равного давлению в конденсаторе. При этом давлении открывается нагнетательный клапан, через который пары холодильного агента при дальнейшем движении поршня влево вытесняются из цилиндра (линия 2-b). Этот процесс протекает при постоянном давлении p, равном давлению в конденсаторе.

Принимают также, что, когда поршень достигнет крайнего левого положения, между ним и крышкой цилиндра не остается пространства и, следовательно, весь холодильный агент при этом вытесняется из цилиндра.

Если обозначить объем, описываемый поршнями компрессора через V_c, а удельную объемную холодопроизводительность холодильного агента, соответствующую его состоянию при всасывании в компрессор, через q_v, то теоретическая холодопроизводительность машины будет определяться по формуле:

. (14)

Действительная же холодопроизводительность машины значительно меньше.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

Действительные процессы, протекающие в компрессоре, в отличие от теоретических сопровождаются рядом потерь, вызываемых сопротивлением в клапанах, теплообменом между паром и стенками цилиндра, наличием вредного пространства в цилиндре, трением и другими причинами. В компрессорах различают объемные и энергетические потери.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒