Расчет циклов воздушных холодильных машин

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ

Индивидуальное задание №3

по дисциплине

 “Теплофизические основы низкотемпературной техники”

на тему:

“Расчет циклов воздушных холодильных машин”

    Выполнила                                                                          Кобыльченко Д.А.

    Группа                                                                                                                              Х-71

     Вариант                                                                                                           14

     Проверил                                                                                    Проценко М. И.                    

Сумы 2010

Содержание

Исходные данные. 3

1 Расчет и построение теоретического нерегенеративного замкнутого цикла ВХМ... 4

2 Расчет и построение действительного нерегенеративного замкнутого цикла ВХМ... 7

3 Сравнение теоретического и действительного цикла замкнутой нерегенеративной ВХМ... 10

4 Расчет и построение теоретического регенеративного замкнутого цикла ВХМ... 11

5 Расчет и построение действительного регенеративного замкнутого цикла ВХМ... 14

6 Сравнение теоретического и действительного регенеративного замкнутого циклов ВХМ... 17

7 Сравнение действительных нерегенеративного и регенеративного замкнутых циклов ВХМ... 18

8 Расчет и построение теоретического разомкнутого нерегенеративного цикла ВХМ... 19

9 Расчет и построение действительного разомкнутого нерегенеративного цикла ВХМ... 26

10 Сравнение теоретического и действительного разомкнутого нерегенеративного циклов. 32

Список использованной литературы.. 33

Исходные данные

Рабочее тело ВХМ: воздух.

Показатель адиабаты воздуха: .

Газовая постоянная воздуха: .

Газовая постоянная водяного пара: .

Механический КПД компрессора: .

Механический КПД детандера: .

Температура воздуха окружающей среды: .

Давление воздуха на входе в компрессор: .

Давление воздуха после детандера (в разомкнутом цикле): .

Недорекуперация в промежуточном теплообменнике: .

Относительная влажность воздуха (в разомкнутом цикле): .

Холодопроизводительность ВХМ: .

Давление нагнетания компрессора (в нерегенеративном цикле): .

Давление нагнетания компрессора (в регенеративном цикле): .

Изоэнтропный КПД компрессора: .

Изоэнтропный КПД детандера: .

КПД передачи от привода к ВХМ: .

Недорекуперация в аппарате: .

Коэффициенты обновления полного давления:

          - в промежуточном холодильнике: ;

          - в газоохладителе (аппарате): ;

          - в регенераторе: ;

          - в трубопроводах (для нерегенеративного цикла): ;

          - в трубопроводах (для регенеративного цикла): .

 Температура охлаждающей воды на входе в промежуточный теплообменник: .

1 Расчет и построение теоретического нерегенеративного замкнутого цикла ВХМ

Рис. 1.1 Схема теоретической замкнутой нерегенеративной ВХМ с детандером

 

Рис. 1.2 Цикл теоретической замкнутой нерегенеративной ВХМ с детандером в T-s координатах

          Теплоемкость воздуха

            В теоретическом цикле гидравлические потери в трубопроводах и а аппарате не учитываются, отношение давлений в компрессоре и в детандере одинаковые (), процессы сжатия в компрессоре и расширения в детандере считаются адиабатными, недорекуперация в аппарате и в промежуточном холодильнике отсутствует.

          Температура воздуха на входе в детандер

          Температура воздуха на выходе из воздухоохладителя А

          Отношение давлений в компрессоре (детандере)

          Температура воздуха после адиабатного расширения в детандере

          Удельная массовая холодопроизводительность ВХМ

          Массовый расход воздуха

          Температура воздуха на выходе из компрессора

          Удельная тепловая нагрузка на промежуточный холодильник

          Удельная работа адиабатного сжатия в компрессоре

          Удельная работа адиабатного расширения в детандере

          Удельная работа теоретического цикла ВХМ

          Холодильный коэффициент ВХМ с теоретическим нерегенеративным замкнутым циклом

          Эффективная мощность компрессора

          Эффективная мощность детандера

          Мощность на привод теоретической ВХМ

2 Расчет и построение действительного нерегенеративного замкнутого цикла ВХМ 

 

Рис. 2.1 Схема действительной замкнутой нерегенеративной ВХМ с детандером

 

Рис. 2.2 Цикл действительной замкнутой нерегенеративной ВХМ с детандером в T-s диаграмме

          Отношение давлений в компрессоре с учетом гидравлических потерь

          Отношение давлений в детандере с учетом гидравлических потерь

          Температура воздуха на выходе из промежуточного холодильника с учетом недорекуперации

          Температура воздуха на выходе из аппарата с учетом недорекуперации

          Температура воздуха после политропного расширения в детандере

          Удельная массовая холодопроизводительность ВХМ

          Массовый расход воздуха

          Температура воздуха после политропного сжатия в компрессоре

          Удельная тепловая нагрузка на промежуточный холодильник

          Удельная работа политропного сжатия в компрессоре

          Удельная работа политропного расширения в детандере

          Удельная работа действительного цикла ВХМ

          Холодильный коэффициент ВХМ с действительным нерегенеративным замкнутым циклом

          Эффективная мощность компрессора

          Эффективная мощность детандера

          Мощность на привод действительной ВХМ

.

3 Сравнение теоретического и действительного цикла замкнутой нерегенеративной ВХМ

            Сравнительные характеристики теоретического и действительного циклов замкнутой нерегенеративной ВХМ сводим в таблицу.

                           Таблица 3.1

Параметры	Теоретический	Действительный
	340	370
	201	215
	36,18	17,085
	1,2	2,6
	52,26	77,385
	86,83	76,92
	103,2	139
	16,37	62,08
	2,2	0,28
	103,2	198
	125	365
	19,69	170

4 Расчет и построение теоретического регенеративного замкнутого цикла ВХМ

 

Рис. 4.1 Схема теоретической регенеративной замкнутой ВХМ

 

Рис. 4.2 Цикл теоретической регенеративной замкнутой ВХМ в T-s координатах

          Температура на входе в детандер

          Температура на входе в компрессор

          Отношение давлений в компрессоре (детандере)

          Температура воздуха в конце адиабатного расширения в детандере

          Удельная массовая холодопроизводительность ВХМ

          Массовый расход воздуха