Термодинамика ТТ.5 Глава XII

TT.5 Глава XII. Рабинович

Циклы холодильных установок 451-464

Часть задач есть решенные, контакты

451. В компрессор воздушной холодильной установки поступает воздух из холодильной камеры давлением р = 0,1 МПа и температурой t₁ = — 10ºС. Адиабатно сжатый в компрессоре воздух до давления р1 = 0,5 МПа направляется в охладитель, где он при р = const снижает свою температуру до t₃ = + 10ºС. Отсюда воздух поступает в расширительный цилиндр, где расширяется по адиабате до первоначального давлении, после чего возвращается в холодильную камеру. Отнимая теплоту от охлаждаемых тел, воздух нагревается до t₁ = — 10ºС и вновь поступает в компрессор. Определить температуру воздуха, поступающего в холодильную камеру, теоретическую работу, затрачиваемую в цикле, холодопроизводительность воздуха и холодильный коэффициент для данной установки и для установки, работающей по циклу Карно для того же интервала температур.

452. Воздушная холодильная установка имеет холодопроизводительность Q = 837 МДж/ч. Состояние воздуха, всасываемого компрессором, характеризуется давлением р₁ = 0,1 МПа и температурой t₁ = — 10°С. Давление воз­духа после сжатия р₂ = 0,4 МПа, Температура воздуха, поступающего в расширительный цилиндр, равна 20ºС. Определить теоретическую мощность двигателя ком­прессора и расширительного цилиндра, холодильный коэффициент установки, расход холодильного агента (воздуха), а также количество теплоты, передаваемой охлаждающей воде.

453. Холодопроизводительность воздушной холодиль­ной установки Q = 83,7 МДж/ч. Определить ее холодильный коэффициент и потребную теоретическую мощность двигателя, если известно, что максимальное давление воздуха в установке р₂ = 0,5 МПа, минимальное давление р₁ = 0,11 МПа, температура воз­духа в начале сжатия t₁ = 0°С, а при выходе из охла­дителя t₃ = 20°С. Сжатие и расширение воздуха принять политропным с показателем политропы т = 1,28.

454. На рис. 117 представлена схема, а на рис. 118 изображен цикл паровой компрессорной холодильной установки. Пар аммиака при температуре t₁ = — 10ºС поступает в компрессор В, где адиабатно сжимается до давлении, при котором его температура t₂ = 20ºС, а сухость пара х₂ = 1. Из компрессора аммиак поступает в конденсатор С, где при постоянном давлении обращается в жидкость (х₃ = 0), после чего в особом расширительном цилиндре D адиабатно расширяется до температуры t₄ = — 10ºС; при этой же температуре аммиак поступает в охлаждаемое помещение А, где, забирая теплоту от охлаждаемых тел, он испаряется, образуя влажный пар со степенью сухости х₁. Определить холодопроизводительность аммиака, тепловую нагрузку конденсатора, работу, затраченную в цикле, и холодильный коэффициент.

455. В схеме аммиачной холодильной установки, при­веденной в предыдущей задаче, расширительный цилиндр заменяется редукционным вентилем. Новая схема пред­ставлена на рис. 109. В остальном все условия преды­дущей задачи сохраняются. Определить новое значение холодильного коэффи­циента ε’ и сравнить его с ε для схемы с расширительным цилиндром.

456. Компрессор аммиачной холодильной установки всасывает пар аммиака при температуре t₁ = — 10ºС и степени сухости х₁ = 0,92 и сжимает его адиабатно до давления, при котором его температура t₂ = 20ºС и степень сухости х₂ = 1. Из компрессора пар аммиака поступает в конденсатор, в котором охлаждающая вода имеет на входе температуру = 12ºС, а на выходе = 20ºС. В редукционном (регулирующем) вентиле жидкий аммиак подвергается дросселированию до 0,3 МПа, после чего он направляется в испаритель, из которого выходит со степенью сухости х = 0,92 и снова поступает в компрессор. Теплота, необходимая для испарения аммиака, заимствуется из рассола, имеющего на входе в испаритель температуру = — 2ºС, а на выходе из него температуру  = — 5ºС. Определить теоретическую мощность двигателя холодильной машины и часовой расход аммиака, рассола и охлаждающей воды, если холодопроизводительность установки Q₀ = 58,15 кДж/с. Теплоемкость рассола принять равной 4,19 кДж/(кг · К).

457. В диаграмме Ts для аммиака даны точки 1 и 5 (рис. 119). Определить значения давлений изобар, проходящих через эти точки.

458. Аммиачная холодильная машина работает при тем­пературе испарения t₁ = — 10°С. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным. Температура конденсации пара t = 20°С. Температура сконденсированного ам­миака понижается вследствие дросселирования. Определить холодильный коэффициент. Представить цикл в диаграммах р_υ и Тs. Задачу решить при помощи диаграммы Тs.

Стоимость: 240 руб

459. Теоретическая мощность аммиачного компрессора холодильной установки составляет 50 кВт. Температура испарения аммиака t₁ = — 5°С. Из компрессора пар аммиака выходит сухим насыщенным при температуре t₂ = 25°С. Температура жидкого аммиака понижается в редукционном вентиле. Определить холодопроизводительность 1 кг аммиака и часовую холодопроизводительность всей установки.

460. Компрессор углекислотной холодильной установки всасывает сухой пар и сжимает его по адиабате. Темпе­ратура испарения углекислоты t₁ = — 10°С, а темпе­ратура конденсации t₃ = 20°С. После конденсации жид­кая углекислота расширяется в редукционном вентиле. Определить тепловую нагрузку конденсатора, если холодопроизводительность углекислотной установки равна 419 МДж/ч. Представить цикл в диаграмме Тs.

461. В углекислотной холодильной установке с регу­лирующим вентилем компрессор всасывает сухой пар и сжимает его по адиабате так, что его энтальпия стано­вится равной 700 кДж/кг. Температура испарения угле­кислоты t₁ = — 20°С, а температура ее конденсации t₃ = 20°С. Определить часовой расход углекислого газа и тео­ретическую мощность двигателя, если холодопроизводи­тельность установки Q = 502,4 МДж/ч.

 462. Аммиачная холодильная установка производительностью Q₀ = 116,3 кДж/с работает при температуре испарения t₁ = — 15ºС. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным. Температура конденсации t₃ = 30ºС, причем конденсат переохлажден до t = 25ºС. Определить холодильный коэффициент теоретического цикла, часовой расход аммиака и теоретическую мощность двигателя холодильной машины. Задачу решить, пользуясь диаграммой i = lg р.

463. Из испарителя аммиачной холодильной установки пар выходит сухим насыщенным при температуре t₁ = — 20°С. Температура адиабатно сжатого пара ам­миака t₂ = 25°С. Пройдя через конденсатор и переохладитель, пар превращается в жидкий аммиак с тем­пературой t = 15°С. Принимая производительность холодильной установки Q = 290,7 кДж/с, провести сравнение данной установки с установкой, работающей без переохлаждения, опреде­лив для них холодопроизводительность 1 кг аммиака, часовое количество аммиака, холодильный коэффициент и теоретическую мощность двигателя холодильной ма­шины. Задачу решить, пользуясь диаграммой і — lg р.

 464. Аммиачная холодильная установка должна про­изводить 500 кг/ч льда при 0°С из воды, имеющей тем­пературу 20°С. Компрессор этой установки всасывает пар аммиака при температуре —10°С и степени сухо­сти х = 0,98 и сжимает его адиабатно до давления 1 МПа. Из компрессора пар аммиака поступает в конденсатор, конденсируется в нем, причем жидкий аммиак пере-охлаждается до 15°С. После дросселирования аммиак поступает в испаритель, где он испаряется при темпера­туре —10°С и вновь всасывается компрессором. Определить часовой расход аммиака, холодопроизво­дительность установки, количество теплоты, отводимой в конденсаторе охлаждающей водой, степень сухости аммиака в конце дросселирования и теоретическую мощ­ность двигателя для привода компрессора. Представить цикл в диаграмме Тs. Сравнить значения холодильных коэффициентов данного цикла и цикла Карно, осуще­ствляемого в том же интервале температур. Теплоту плавления льда принять равной 331 кДж/кг.

Часть задач есть решенные, контакты