Сборник задач по технической термодинамике (стр. 34 )

Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.2.

Определить:

1) холодильный коэффициент ПКХУ;

2) расход фреона и мощность двигателя, затраченную на привод компрессора, если необратимый процесс в компрессоре характеризуется адиабатным коэффициентом hк=0,85.

Ответ: ei=4,55, G=0,318 кг/с, Wкi=11,0 кВт.

18.6. Парокомпрессорная холодильная установка (рис.18.7) использует в качестве рабочего тела фреон-12. Температура рабочего тела на выходе из холодильной камеры tхт=-20 oC, а на выходе из охладителя tос=20 oC, степень сухости фреона на выходе из компрессора в обратимом адиабатном процессе сжатия х2=1, адиабатный коэффициент компрессора ηк=0,83. Холодопроизводительность ПКХУ Q2i=1 кВт.

Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.1.

Определить:

1) холодильный коэффициент идеального цикла ПКХУ;

2) холодильный коэффициент реального цикла ПКХУ;

3) расход рабочего тела для реального цикла ПКХУ;

4) мощность двигателя на привод компрессора.

Ответ: et=5,27, ei=4,37, G=0,00816 кг/с, Wкi=0,229 кВт.

18.7. Парокомпрессорная холодильная установка (рис. 18.7) использует в качестве рабочего тела аммиак. Температура рабочего тела на выходе из холодильной камеры tхт=-23 oC, степень сухости аммиака на входе в компрессор х1=0,92, степень повышения давления в компрессоре n=6,42, адиабатный коэффициент компрессора ηк=0,83. Холодопроизводительность ПКХУ Q2i=1 кВт.

Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.4.

Определить:

1) холодильный коэффициент идеального цикла ПКХУ;

2) холодильный коэффициент реального цикла ПКХУ;

3) расход рабочего тела для реального цикла ПКХУ;

4) мощность двигателя на привод компрессора.

Ответ: et=4,51, ei=3,75, G=0,001 кг/с, Wкi=0,266 кВт.

18.8. Парокомпрессорная холодильная установка (рис. 18.7) использует в качестве рабочего тела двуокись углерода СО2. Температура рабочего тела на выходе из холодильной камеры tхт=-23 oC, температура СО2 на выходе из компрессора в обратимом процессе адиабатного сжатия t2=27 oC, степень повышения давления в компрессоре n=р2/p1=3,36, адиабатный коэффициент компрессора ηк=0,83. Холодопроизводительность ПКХУ Q2i=1 кВт.

Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.3.

Определить:

1) холодильный коэффициент идеального цикла ПКХУ;

2) холодильный коэффициент реального цикла ПКХУ;

3) расход рабочего тела для реального цикла ПКХУ;

4) мощность двигателя на привод компрессора.

Ответ: et=3,15 , ei=2,62 , G=0,00822 кг/с, Wкi=0,382 кВт.

18.9. Парокомпрессорная холодильная установка c сепаратором работает на фреоне - 22 (рис. 18.8). Холодопроизводительность установки Q2=50 кВт. Температура конденсации фреона в охладителе t3=toc=20 oС, температура в холодильной камере tхт=-20 oС, степень сухости фреона на входе в компрессор х1=0,933, а на выходе из холодильной камеры х6=0,85. Адиабатный коэффициент компрессора hк=0,85.

Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.2.

Определить:

1) холодильный коэффициент реального цикла ПКХУ;

2) расход фреона для реального цикла ПКХУ;

3) мощность двигателя на привод компрессора.

Ответ: ei=5,4, G=0,268 кг/с, Wкi=9,26 кВт.

18.10. Парокомпрессорная холодильная установка с сепаратором (рис.18.8) использует в качестве рабочего тела фреон-12. Температура рабочего тела на выходе из холодильной камеры tхт=-20 oC, а на выходе из охладителя tос=20 oC, степень сухости фреона на выходе из сепаратора х1=0,96, адиабатный коэффициент компрессора ηк=0,87. Степень сухости фреона на выходе из холодильной камеры х6=0,85. Расход рабочего тела в ПКХУ G=0,005 кг/с.

Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.1.

Определить:

1) холодильный коэффициент реального цикла ПКХУ;

2) мощность двигателя на привод компрессора;

3) холодопроизводительность установки.

Ответ: ei=4,75, Wкi=0,127 кВт, Q2i=0,604 кВт.

18.11. Парокомпрессорная холодильная установка c регенерацией работает на фреоне - 22 (рис.18.9). Холодопроизводительность установки Q2=50 кВт. Температура конденсации napa в охладителе t3=toc=20 oС, температура в холодильной камере - tхт=-20 oС, степень сухости фреона на выходе из холодильной камеры х1=0,933. Охлаждение жидкого фреона в регенераторе t3-t3*=10 oC. Адиабатный коэффициент компрессора hк=0,85.

Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.2.

Определить:

1) холодильный коэффициент реального цикла ПКХУ;

2) расход фреона для реального цикла ПКХУ;

3) мощность двигателя на привод компрессора.

Ответ: ei=4,69, G=0,295 кг/с, Wкi=10,7 кВт.

18.12. Тепловой насос работает по парокомпрессорному циклу с дроссельным вентилем (рис.18.10). Рабочее тело – вода.

Тепловой насос обеспечивает потребителя теплотой в количестве QТП=10 кВт при tТП=100 оС и температуре окружающей среды tос=20 оС. Водяной пар на выходе из испарителя (на входе в компрессор) имеет степень сухости х1=0,9. Адиабатный коэффициент компрессора ηк=0,87.

Нарисовать схему установки и ее цикл в T,s - диаграмме.

Определить:

1) отопительный коэффициент цикла j i;

2) расход рабочего тела G;

3) мощность, затраченную на привод компрессора Wкi.

Ответ: j i =3,806, G=0,00394 кг/с, Wкi=2,63 кВт.

18.13. Тепловой насос работает по парокомпрессорному циклу с дроссельным вентилем (рис.18.10). Рабочее тело – аммиак. Тепловой насос обеспечивает потребителя теплотой при tТП=87 оС и температуре окружающей среды tос=7 оС. Аммиачный пар на выходе из испарителя (на входе в компрессор) имеет степень сухости х1=0,9. Мощность компрессора Wкi=1 кВт, а его адиабатный коэффициент ηк=0,87. Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.4.

Нарисовать схему установки и ее цикл в T,s - диаграмме.

Определить:

1) отопительный коэффициент цикла j i;

2) расход рабочего тела G;

3) мощность теплового потребителя QТП.

Ответ: j i =3,13, G=0,003 кг/с, QТП=3,13 МВт.

18.14. Тепловой насос работает по парокомпрессорному циклу с дроссельным вентилем (рис.18.10). Рабочее тело – аммиак. Тепловой насос обеспечивает технологического потребителя теплотой QТП=10 МВт при температуре окружающей среды tос=17 оС. Аммиачный пар на выходе из испарителя (на входе в компрессор) имеет степень сухости х1=0,9. Степень повышения давления в компрессоре n=р2/p1=6,45, адиабатный коэффициент компрессора ηк=0,87.

Свойства рабочего тела даны в табл. П 4.4.

Нарисовать схему установки и ее цикл в T,s - диаграмме.

Определить:

1) температуру теплового потребителя tТП;

2) отопительный коэффициент цикла j i;

3) расход рабочего тела G;

4) мощность, затраченную на привод компрессора Wкi.

Ответ: tТП=88,8 оС, ji=2,31, G=9 кг/с, Wкi=4,32 МВт.

18.5. Контрольные вопросы

1. Какие условия необходимы для передачи теплоты от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой?

2. Перечислите основные элементы схемы воздушной холодильной установки и поясните назначение этих элементов.

3. От каких параметров зависит холодильный коэффициент идеального цикла воздушной холодильной установки?

4. Какие величины определяют экономичность идеального цикла воздушной холодильной установки?

5. От каких величин зависит холодильный коэффициент реального цикла воздушной холодильной установки?

6. Покажите, на основании каких величин выбирается оптимальное значение степени повышения давления воздуха в компрессоре для реального цикла воздушной холодильной установки.