Задачник по термодинамике (555278), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Температура охлаждающей воды равна 20 'С. Принять массовую теплоемкость воздуха с„== = 1,005 кДж/(кг . К) и показатель адиабаты й = 1,4!. 12.11. Какую массу льда с температурой — 5 'С можно получить из воды, имеющей температуру 15 С, с помощью воздушной холодильной машины, если поступающий в компрессор воздух при температуре 1, =- — 12'С и давлении р, = О,! МПа адиабатно сжимается в нем до давления р, =- 0,5 МПа? Сжатый воздух охлаждается в холодильнике до температуры Г, ==- 18'С.
Холодильная машина расходует 1200 м'Оч воздуха (отнесенного к н. у.). Определить холодильный коэффициент и мощность привода компрессора. Р с ш е и н е. Температура воздуха после сжатия в компрессоре Т .-=. Т (и ~р )м — О?"= 26!(0,5?О,!)и 4'-О "' =-4!3 К. Температура воздуха после расширения в детапдере Т, == Т,?(Т,~Т,) =- 291!(261!4!3) = !84 К. Количество теплоты, которое необходимо отнять у воды для получения ! кг льда, д--с,(1„— 1„)+д,„+с,(1,„— 1„,):=4,!87(!5 — 0)+ + 330,7+2,09[0 — ( — 5)! =404,0кДж~кг. Холодильная мощносп машины Яо — — ср 4?„1Т, — ТД = 1,298.1200 (261 — !84) .= = 1!9,9 МДж(ч.
Здесь с' =- 1,298 кДж/(м' К) — объемная теплоемкость воздуха при н, у. Масса льда, получаемого в ! ч, Л4,, = Я,/д =-:. 119,9 10'/404 =- 296,8 кг~ч. Холодильный коэффициент е === Т,~(Т., -- Т,) =. 261/(4!3 — 26!) = 1,72. Мощность привода компрессора Ф = Яа/(3600 а) = 119,9 10а/(3600 1,72) = 19,36 кВт. 12.12. Определить расход воздуха и мощность, необходимукз для привода компрессора воздушной холодильной мапщиы, если требуется изготовить искусственный лед Б зак 177а 16! толщиной 10 см для катка размером 100 м 300 м за 5 дней.
Известно, что воздушная холодильная машина производит лед при температуре — 5'С из воды с температурой 7'С. Воздух засасывается в компрессор при температуре окружающей среды — !8'С и давлении 0,0985 МПа и сжимается до 0,6 МПа. Температура воздуха после охлаждения в холодильнике 22 С. Прн расчетах принять плотность льда 920 кг!мв и теплоту плавления льда 330,7 кДж~кг, 12.13. В парокомпрессионной холодильной установке (рис.
12.8, а) осуществляется цикл с влажным паром аммиака, изображенный в координатах з, Т (рнс. !2.8, б). Сжа- Д 7 Рис. 12.Я тый в компрессоре 3 до давления р, влажный пар постувает в конденсатор 4, где за счет отдачи некоторого количества тсплоты охлаждающей воде происходит конденсация нара. Выходящая из конденсатора жидкость в состоянии насыщения направляется в дроссельиый вентиль 7, н дросселирусгся до давления р,. Полученный влажный пар с малой степенью сухости в испарителе 2 отбирает от охлаждаемых тел теплоту и превращается в пар вь1сокой степени сухости; далее пар подается в компрессор 8. Определить мощность привода компрессора, если его к. п.
д. 75",б, а также количество теплоты, отводимое в конденсаторе, и холодильный коэффициент, если температура испарения хладагента — 30 С, температура конденсации 25'С и температура охлаждающей воды 10 'С. Холодильная мощность установки Яа = 150 кВт. Расчеты провести с использованием таблиц для насыщенного пара аммиака. 12.14. Для компрессионной аммиачной холодильной установки, цикл которой в координатах з, Т изображен на рис. 12.9, определить холодильный коэффициент, удельные холодильную мощность и работу, затраченную на сжатие, 162 необходимую теоретическую мсщность привода компрессора, 2 а также расход аммиака и сте- з пекь его сухости перед испарителем, если холодильная мощность установки 58,3 кВт, давление в нспарителе р, = 294 кПа, в конденсаторе р» 785 кПа.
Лля решения использовать таб- о лицы насыщенного и перегрето- Рис. !2.9 го пара аммиака. 12.15. Как относятся между собой диаметры цилиндров компрессоров двойного действия холодильных установок, использующих в качестве хладагента аммиак, углекислот! и фреон-!2, если онн имеют одинаковые частоту вращении вала, равную 150 об/мин, отношение хода поршня к диамет.
ру а =- з/с( и холодильную мощность Я« = 93 кДж/с. Температуры хладагентов на входе в компрессор и на выходе из него принять равными — 5 'С и 45 'С соответственно. Решить, используя зТ-диаграмму. !2.!6. В пароэжекторной установке (рис. 12.10, а), цикл которой в координатах з, Т изображен на рис. 12.10, б, водяной пар, образовавшийся при расширении воды в редукционном вентиле / от давления р, до давления р,, поступаег в испаритель 2, размещенный в охлаждаемом объеме (нэ этой же диаграмме изображен цикл /-//-/П-/У-У, совершаемый в контуре «котел-эжектор-конденсатор.котел», пр с этом: /.// — процесс повышения давления в насосе; //- I//-/У вЂ” процесс подвода теплоты в котле по изобарс; /У-У вЂ” процесс расширения пара в эжекторе).
Из испарителя 2 пар высокой степени сухости при давлении р, направляется в камеру парового эжектора, где смешиваетсч » г„ г, г, Рис. !2.!О в« !!3 с паром, поступаю!цим из котла 4 прн давлении р„, Затем пар направляется в конденсатор 5, где он конденсируется и разделяется на два потока; одна часть конденсата направляется на вход редукционного вентиля, а другая в насос б, подающий воду в котел. Чему равен коэффициент теплоиспользования установки, если известно, что давление в котле р„= 1 МПа, в испарителе 1,2 кПа и перед вентилем 7,4 кПа. Известно также, что в эжектор 3 поступает 4 кг пара из котла и 7 кг пара из пспарнтеля за каждую секунду.
!2.!7. Лбсорбцнонная холодильная машина использует в качестве хладагента влажный пар аммиака. Жидкий аммиак дросселируется в редукционном вентиле 1 (рис. 12.11) и охлаждается от Ряс !2!1 температуры /, =-- 15 'С до температуры !! = — — !5 С. Затем влажный пар поступает в испарнтель 2, где степень сухости его возрастает до единицы за счет теплоты, отбираемой от охлаждаемого объема.
Из абсорбера 3, куда подается раствор аммиака в воде при температуре гм обогащенный раствор насосом 4 направляется в генератор аммиачного вара 5. Здесь за счет теплоты Я„„, подводимой извне, происходит испарение раствора. Е!ри этом аммиачный пар при температуре !, поступает в конденсатор б и конденсируется прн ), = 45'С, а жидкий аммяак через редукционпый вентиль 7 снова поступает в абсорбер 3. Определить холодильную мощность установки, если на работу парогазогенератора затрачивается тепловая мощность 225 кВт, а тепловой коэффициент я .= 0,35.
Определить также эксергию греющего теплового потока и эксергетический к. п. д, холодильной машины. Р е ш е н и е. Холодильная мощность установки !)о = ()лг 1 = 225 0,35 = 78,75 кВт. Эксергия греющего теплового потока Др =(! — Т!/Тз) Я„,. =(1 — 288/312) 225= 21,4 кВт. Для получения холода подводится эксергия Зо -- (Т,/Т,— 1) Я„==(288/258 — !) 78,75 =8 8 кВт. !64 Таким образом, эксергетический к. п. д. а!а =Эч /Эо =8 8/21 4'='= 0~41' 12.18. Определить холодильный коэффициент и мощность привода компрессора, если холодильная мощность аммиачной холодильной установки !50 кВт, цикл которой в координатах С 18 р изображен на рис.
!2.12. Температура сухого насыщенного аммиака на входе в компрессор составляет 0'С, а на выходе из него 40 'С. Считать, что переохлаждения конденсата не происходит. 12» /» г Рис. !2Л2 Рис, 1233 Указание. Задачу решить графически, используя дна. грамму», 12 р для пара аммиака. 12.19. В холодильной установке, предназначенной для получения сжиженного воздуха, сначала происходит егс сжатие от давления р, до давления р, (рис. 12.13). Затем с по мощью вспомогательного хладагента температура газа по. нижается до уровня Т, = Т, и в противоточном теплоаб меннике в процессе 2-3 воздух охлаждается до еще боле низкого уровня, ссютветстаующего температуре Т,. Посл< дроссслираиания газа в процессе 3-4 получается двухфазна» смесь.
Жидкая фаза отделяется, а влажный пар в процессе 4-5 становится сухим за счет подвода некоторого каличест ва теплоты от ахлаждаемых тел. Сухой насыщенный воздух снова подогревается в процессе 5-! да уровня Т, и в пере. гретам состоянии возвращается в компрессор. Приняв па раметры воздуха в окружающей среде равными Т, = 293 й и р, = 0,1 МГ1а, а конечное давление сжатия р, =: = 40,5 МПа, определить холодильную мощность, изотер мическую работу сжатия и холодильный коэффициент уста новки. 1гя !2.20.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
