Построение и расчет цикла одноступенчатой холодильной машины

1.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТиТТМО
Практическая работа №1
«Построение и расчет цикла
одноступенчатой
холодильной машины»
1. ЗАДАНИЕ ПО ГРУППАМ 20-ХТТ-1
2. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.

Индивидуальные задания на работу №1
Группа 19-ХТТ-1
Афросимов Егор
Белоусов Андрей
Бильский Илья
Брайловский Сергей
Кокурин Александр
Литвинов Петр
Мамонтов Степан
Меркушева Владислава
Меснянкин Виктор
Миляев Иван
Патрикеев Михаил
Попов Павел
Соколов Денис
Ухорский Максим
Холодков Александр
Кушнир Данила
агент
R134
R22
R717
R134
R22
R717
R134
R22
R717
R134
R22
R717
R134
R22
R717
R134
R22
R717
R134
R22
R717
R134
Q0, кВт
14
15
16
17
18
19
20
11
12
13
10
9
8
7
21
22
6
5
23
24
25
26
t0, 0C
-10
-15
-20
-20
-15
-10
-10
-15
-20
-20
-15
-10
-10
-15
-20
-20
-15
-10
-10
-15
-20
-20
tК, 0C
30
25
20
25
30
35
30
25
20
25
30
35
30
25
20
25
30
35
30
25
20
25

3.

агент
R134
R22
R717
R134
R22
R717
R134
R22
R717
Q0, кВт
14
15
16
17
18
19
20
11
12
t0, 0C
-10
-15
-20
-20
-15
-10
-10
-15
-20
tК, 0C
30
25
20
25
30
35
30
25
20
Внимание!... При оформлении готовой работы в Word, использование
готовых рисунков и формул из презентаций преподавателя НЕ
ПРИВЕТСТВУЕТСЯ!!!!
У каждого студента свой компьютерный почерк!! Желательно рисовать
схемы и печатать текст с формулами САМОСТОЯТЕЛЬНО!!
Это необходимо для тренировки перед печатанием выпускного диплома, где
записка около 100 стр. и чертежей в автокаде , не менее 4х.
В МГУПП при подготовке диплома к защите производится проверка на
антиплагиат по внутренней системе 1С предприятие!!! Она очень жесткая!
Одинаково отпечатанные тексты НЕ ПРОКАТЫВАЮТ!! Одинаковые рисунки
НЕ ПРОКАТЫВАЮТ!!!.....Вывод – Тренируйтесь печатать и оформлять
тексты – Каждый сам за себя!!

4.

Содержание готовой работы:
1. Обложка (министерство, вуз, кафедра, дисциплина, наименование
работы, кто выполнил, внизу Москва 2020)
2. Содержание (0,5 страницы), Исходные данные (0,5 страницы)
3. Пункт 1.Схема и цикл одноступенчатой машины.
Схема дается для хладагента – по варианту задания (вторую схему не
рисовать)+рисунок цикла в координатах. Расшифровка обозначений,
названия процессов. Можно дать принцип действия схемы в виде
текстового описания.
4. Пункт 2.Построение цикла на диаграмме и определение параметров
точек цикла.
Сначала необходимо вставить в документ отсканированную
/сфотографированную диаграмму, на которой ручкой четко нанесены
искомые точки и обведен в виде трапеции цикл (выносные линии по поиску
значений в стороны осей координат на диаграмме не рисуют! Определение
конкретных чисел осуществляется визуально), а затем представляют
таблицу с заполненными клеточками (конкретными цифрами)
5. Пункт 3.Тепловой расчет цикла
Далее приводится пример тренировочного задания для всех:
Q0 = 20 кВт, t0= -200C, tк= 30 0С, на примере R22, R 134 и R717

5.

1.Построение цикла на R22
tПХ
t2
2
tК=30
3
3'
tВС=0
t0=-20
4
1'
1

6.

В ходе построения цикла принято:
tВС = t0 + (15 ÷ 35) ºС = -20 + 20 = 0 ºС
i3 = i3 -( i1 - i1 ) = 437 – (611 – 595) = 421 кДж/кг
По результатам построения цикла, все параметры занесены в таблицу:
1
1
2
3
3
4
Температура t, 0C
-20
0
72
30
18
-20
Давление Р, МПа
0,27
0,27
1,3
1,3
1,3
0,27
Энтальпия i, кДж/кг
595
611
650
437
421
421
Уд.объем , м3/кг
---
0,117
---
---
---
---

7.

2.Тепловой расчет цикла для R22
1. Удельная массовая холодопроизводительность:
q0 = i1 – i4 = 595-421 = 174 кДж кг
2. Массовый расход холодильного агента:
Ga = 20 кВт/174 кДж/кг = 0,115 кг/с
3. Объемный расход холодильного агента:
V = Ga∙ 1 = 0,115*0,117 = 0,013 м3/с
4. Удельная адиабатическая работа процесса сжатия:
ℓ = i2 – i1 = 650 – 611 = 39 кДж/кг
5. Адиабатическая (теоретическая) мощность компрессора:
Nа = Ga∙ℓ = 0,115*39 = 4,485 кВт
6. Холодильный коэффициент цикла:
ε = q0/ℓ = 174 / 39 = 4,46
7. Тепловая нагрузка на конденсатор:
Qк = Ga(i2 – i3 ) = 0,115*(650-437) = 24,495 кВт
8. Тепловой баланс всей холодильной машины:
Q0 + Nа = Qк
20 + 4,485 = 24,495
24,485 = 24,495
9. Погрешность вычислений:
= ((max-min)/max)*100%
= ((24,495-24,485)/24,495)*100% = 0,04 %
Полученное значение: = 0,04 % << 8-10 %. Проектный расчет выполнен с
высокой точностью.

8.

3.Построение цикла на R134
tПХ
t2
3'
3
tК=30
2
tВС=0
t0=-20
4
1'
1

9.

В ходе построения цикла принято:
tВС = t0 + (15 ÷ 35) ºС = -20 + 20 = 0 ºС
i3 = i3 -( i1 - i1 ) = 242 – (403 – 387) = 226 кДж/кг
По результатам построения цикла, все параметры занесены в таблицу:
1
1
2
3
3
4
Температура t, 0C
-20
0
60
30
17
-20
Давление Р, МПа
0,145 0,145
0,77
0,77
0,77
0,145
Энтальпия i, кДж/кг
387
403
445
242
226
226
Уд.объем , м3/кг
---
0,17
---
---
---
---

10.

4.Тепловой расчет цикла для R134
1. Удельная массовая холодопроизводительность:
q0 = i1 – i4 = 387-226 = 161 кДж кг
2. Массовый расход холодильного агента:
Ga = 20 кВт/161 кДж/кг = 0,124 кг/с
3. Объемный расход холодильного агента:
V = Ga∙ 1 = 0,124*0,17 = 0,021 м3/с
4. Удельная адиабатическая работа процесса сжатия:
ℓ = i2 – i1 = 445 – 403 = 42 кДж/кг
5. Адиабатическая (теоретическая) мощность компрессора:
Nа = Ga∙ℓ = 0,124*42 = 5,208 кВт
6. Холодильный коэффициент цикла:
ε = q0/ℓ = 161/ 42 = 3,833
7. Тепловая нагрузка на конденсатор:
Qк = Ga(i2 – i3 ) = 0,124*(445-242) = 25,172 кВт
8. Тепловой баланс всей холодильной машины:
Q0 + Nа = Qк
20 + 5,208 = 25,172
25,208 = 25,172
9. Погрешность вычислений:
= ((max-min)/max)*100%
= ((25,208-25,172)/25,208)*100% = 0,14 %
Полученное значение: = 0,14 % << 8-10 %. Проектный расчет выполнен с
высокой точностью.

11.

5.Построение цикла на R717
tПХ=25
3
3'
tК=30
2
t2
tВС=-15
t0=-20
4
1'
1

12.

В ходе построения цикла принято:
tВС = t0 + (3 ÷ 5) ºС = -20 + 5 = -15 ºС
tПХ = tк - (3 ÷ 5) ºС =30 – 5 = 25 ºС
По результатам построения цикла, все параметры занесены в таблицу:
1
1
2
3
3
4
Температура t, 0C
-20
-15
111
30
25
-20
Давление Р, МПа
0,118 0,118
1,18
1,18
1,18
0,118
Энтальпия i, кДж/кг
1655
1672
1927
563
540
540
Уд.объем , м3/кг
---
0,63
---
---
---
---

13.

6.Тепловой расчет цикла для R717
1. Удельная массовая холодопроизводительность:
q0 = i1 – i4 = 1672-540 = 1132 кДж кг
2. Массовый расход холодильного агента:
Ga = 20 кВт/1132 кДж/кг = 0,0177 кг/с
3. Объемный расход холодильного агента:
V = Ga∙ 1 = 0,0177*0,63 = 0,0111 м3/с
4. Удельная адиабатическая работа процесса сжатия:
ℓ = i2 – i1 = 1927 – 1672 = 255 кДж/кг
5. Адиабатическая (теоретическая) мощность компрессора:
Nа = Ga∙ℓ = 0,0177*255 = 4,514 кВт
6. Холодильный коэффициент цикла:
ε = q0/ℓ = 1132/ 255 = 4,44
7. Тепловая нагрузка на конденсатор: Q = G (i – i ) = 0,0177*(1927-540) = 24,55 кВт
к
a 2
3
8. Тепловой баланс всей холодильной машины:
Q0 + Nа = Qк
20 + 4,514 = 24,55
24,514 = 24,55
9. Погрешность вычислений:
= ((max-min)/max)*100%
= ((24,55-24,514)/24,55)*100% = 0,15 %
Полученное значение: = 0,15 % << 8-10 %. Проектный расчет выполнен с
высокой точностью.