разное

Машины на несмесимых компонентах

Рациональность применения машин на несмесимых компо­нентах проявляется в создании теплофикационных машин, способных производить четыре энергетических эффекта, т. е. тепло и холод на двух температурных уровнях каждый.

Эта задача в п. 17.2.5 была решена при использовании раство­римых неазеотропных смесей, теперь рассмотрим альтернативное решение этой задачи при работе теплофикационной машины на смеси из несмесимых компонентов. В последнее время именно этим смесям уделяется большое внимание.

Два взаимно нерастворимых компонента образуют рабочую смесь. Как и ранее RH - компонент, имеющий высокую нормальную температуру кипения, RL - компонент, имеющий низкую нормальную ' температуру кипения. Для анализа термодинамического цикла и син­теза схемы весьма наглядно использовать диаграммы состояний T-s для чистых компонентов смеси, совмещенных в единой системе координат (рис. 17.16).

Компонент RH осуществляет цикл 12-3-4-9-1 в интервале температур [T0,RHy TKrH]. Компонент RL осуществляет цикл 1-2-10-5-

6- 7-1 в интервале температур [T0RL; TKRLJ. Компоненты сжимаются в компрессоре в виде смеси (процесс 1-2). Смесь образуется в процессе

7- 9-7 и разделяется в процессе 2-3-10 при конденсации компонента RH. На диаграмме эти процессы изображены условно.

Машины на несмесимых компонентах

Т смесь смесь

Рис. 17.16. Цикл теплофикационной машины в диаграмме T-s

Машины на несмесимых компонентах

TO(RL)

Рис. 17.17. Обобщенная схема теплофикационной машины

Таблица 17.5

RH і RL -->

Линия 1

Линия 2

Линия 3

Линия 1

Po, rh — Po, rl Pi = Po, rh ~ Po. rl

Pi = Po, rl Pom < Po, rl

Pi - Pom Pom > Po. rl

Линия 2

Pi — Pom Pom > Рож

P/Pi <10 Pom ~ Po, rl Pom * Po. rl Po, rl < Pi Pom < Pi

Pi <0,4 МПа Pom > Po, rl Pi < Pom

Линия 3

Pi - Pom Pom < Po. rl

Pj <0,4 МПа Pom < Po. rl Pi < Po. rl

Pj <0,4 МПа Pom ~ Po. rl Pom **Po, rl Pi < Pom Pi < Po. rl

Таким образом, на основании цикла, схема машины должна состоять из следующих элементов: конденсатора-сепаратора (КД-С); конденсатора (КД); испарителя высококипящего компонента (И-RH); испарителя низкокипящего компонента (И-RL); компрессора (КМ); газового ресивера (ГР); дроссельного вентиля (ДВ).

Машины на несмесимых компонентах

Рис.17.18. Схема - эквивалент процесса разделения

Компоненты смеси будут конденсироваться при собственных давлениях насыщения Ркт^АТкт) и Pk, rl=ATk, ri)* причем

Pkri>Pkrh. Отсюда следует, что максимальное рабочее давление в машине Pk, rl, оно же является давлением смеси на выходе из компрессора р2. На основании законов смеси газов

Р2 = PKRL = PKRH + р KRL = р KRH + P K. RL, (17.45)

Где ' - индекс, обозначающий парциальное давление компонентов смеси.

В каждом испарителе устанавливается собственное рабочее давление насыщения Po. rh-ATo. rh) и Po, rl~K^o, ri)- После смешения общее давление на входе в компрессор pi составит

Pi = р о, rh + р o. rl > (17.46)

При любых сочетаниях рабочих давлений в испарителях

Р 'o, rh > PO, rh ИЛИ р o, rh < Po. rh > р otrl > PO. rl ИЛИ р o, rl <PO, rl > PO, rh > PO. rl ИЛИ PO. rh <Po, rl •

Ограничениями при выборе давления р2 является соблюдение конструктивно-эксплуатационных требований.

Повышение величины СОР машины достигается введением процесса регенерации тепла. На основании вышеизложенного, можно синтезировать обобщенную схему теплофикационной машины, рабо­тающей на смеси взаимно нерастворимых компонентов (рис.17.17). Выбор «линии» для каждого компонента между теплообменником и газовым ресивером производится на основании данных таблицы 17.5.

Смесь из компрессора при параметрах Qw,?^) направляется в конденсатор-сепаратор, где компонент RH охлаждается и конден­сируется до состояния (p'k, rh, Tk, rhX а компонент RL охлаждается до Ткдн при собственном изменяющемся давлении p'k, rl ••• р2- Далее компонент RL поступает в конденсатор и там при параметрах (РбъиьТ'кдд конденсируется. Образовавшиеся два самостоятельных потока чистых компонентов осуществляют самостоятельные циклы, присущие чистым рабочим веществам и после испарителей через одну из линий «линия 1», «линия 2» или «линия 3», выбранную в соответствии с давлениями ph Po, rh> Po. rl поступают в газовый ресивер, где смешиваются, после чего всасываются компрессором. Цикл замыкается. Расчеты термодинамических параметров смеси и соответствующих характеристик циклов являются достаточно слож­ными и трудоемкими, в связи с чем была предложена методика расчета, основанная на замене процессов со смесями эквивалентными процессами с чистыми компонентами. Обязательным условием при этом является идентичность начальных и конечных параметров. Эквивалентными процессами заменены:

• разделение газовой смеси путем конденсации компонента RH;

• сжатие смеси в компрессоре.

На рис. 17.18 представлена схема-эквивалент процесса разделения газовой смеси в конденсаторе-сепараторе. Компоненты через полу­проницаемый фильтр (ППФ) разделяются. Поток RH охлаждается, конденсируется и конденсат сжимается насосом.

Поток RL охлаждается в теплообменнике (ТО) и сжимается в изотермическом компрессоре (ИКМ) с отводом тепла, эквивалентного работе компрессора.

Удельное тепло, отводимое в конденсаторе-сепараторе опреде­ляется из выражения

Якд-с = Яш + 4RL = У [(h2RH-М + УГ(р2-р'клн)\ +

+ [(h2RL - hw) + Rrl Тю (In p2-lnp 'KRL)l (17.47)

Где у - кратность циркуляции компонента RH, отнесенная к 1 кг циркулирующего компонента RL.

Параметры смеси определяют в соответствии с температурами смешения газовых потоков. Процесс сжатия в компрессоре представлен как раздельные адиабатные процессы сжатия чистых компонентов в интервале давлений \ро, ш pkrh] для RH и [р q. ru р k, rl] Для RL с последующим смешением. Работу сжатия определяют из уравнений для адиабатного процесса, а суммарная работа цикла будет равна

Мцикла = У WRH + WRL • (17.48)

Характеристики остальных процессов рассчитывают по мето­дикам для чистых компонентов.

Коэффициенты преобразования циклов СОР для много­температурных теплофикационных машин рационально определять путем приведения полезных эффектов к одному температурному уровню через температурные факторы Карно. Таким образом понятно, что эксергетический анализ обладает большей наглядностью и универсальностью для рассматриваемых машин, чем энергетический.

В качестве примеры рассмотрены смеси R-717+R-123, R- 717+R-124, R-717+RC-318, которые в настоящее время представляют наибольший интерес для специалистов. Известно, что R717 имеет высокую степень термодинамического совершенства как однокомпо - нентное рабочее вещество. Добавление к нему рабочих веществ HFC - и HCFC-типа позволяет работать при умеренных рабочих давлениях при высоких температурах производимого тепла и обеспечивать надежную циркуляцию масла в машинах, благодаря растворимости этих рабочих веществ с маслом. Температурный режим, выбранный для расчета, основан на реальных условиях технологических процессов. Предварительный анализ основных параметров рабочих веществ в термодинамическом цикле позволил синтезировать схемы для различных смесей. Схемные решения получены путем селекции элементов из обобщенной схемы (рис.17.17):

• смесь R717+R123

3rl —> 5 —>6 —>7 линия 1

^ 1

Зян—>11—>4—>12—>9—>линия 2 (13) ^

• смесь R717+R124

3rl —>5—>6—>7—> линия 1

1-а* ^ /

У?

3RH ->11—>4->12—> 9 -> линия 1

• смесь R717+RC318

3RL —>5~>6—>7i —>линия 1 . v

T->2 1 1

Зкц—>11—>4—>12—>9—>линия 2 (13) ^

Процессы, происходящие с рабочими веществами в рассмат­риваемых схемах, изображены в диаграммах состояний lgp-h (рис. 17.19 - 17.21). Диаграммы необходимы для наглядной оценки цикла даже при проведении компьютерных расчетов. Результаты расчетов представлены в таблице 17.6. Численный анализ призван проиллюстрировать результаты синтеза схем многотемпературных машин с взаимно нерастворимыми компонентами.

Таким образом видно, что для расчета схем со смесями из взаимно нерастворимых компонентов не требуется использовать сложный математический аппарат расчета свойств смеси. Приве­денная методика может быть использована как дополнение к уже имеющимся пакетам прикладных программ по расчету циклов на чистых рабочих веществах.

Машины на несмесимых компонентах

Машины на несмесимых компонентах

Рис.17.20. Смесь R-717+R-124

Машины на несмесимых компонентах

Таблица 17.6

Характеристики цикла

R717 + R123

R717 + R124

R717+ RC318

Температура конденсации компонента RH (°С)

85

85

85

Температура конденсации компонента RL (°С)

45

45

45

Температура кипения компонента RH (°С)

10

10

10

Температура кипения компонента RL (°С)

-15

-17

-15

Давление конденсации компонента RH (МПа)

0,55

1,6

1,6

Давление конденсации компонента RL (МПа)

1,8

1,8

1,8

Давление кипения компонента RH (МПа)

0,05

0,23

0,19

Давление кипения компонента RL (МПа)

0,25

0,23

0,25

Общее давление на выходе из компрессора, (МПа)

1,8

1,8

1,8

Общее давление на входе в компрессор (МПа)

0,25

0,23

0,25

Парциальное давление компонента RH Ркт/Рош( МПа)

0,55/ 0,076

1,6/ 0,204

1,6/ 0,22

Парциальное давление компонента RL Р 'к. ш/р O. RL (МПа)

1,25/ 0,174

0,2/ 0,026

0,2/ 0,03

Массовая концентрация RH/RL (кг/кг)

0,797 / 0,202

0,985 / 0,0153

0,9895 / 0,011

Кратность циркуляции компонента RH (кг/кг)

4,95

66,6

95,2

Температура смеси на входе в компрессор (°С)

59

48

66

Температура смеси на выходе из компрессора (°С)

157

105

114

Удельная массовая холодопроизводительность:

• по компоненту RL (кДж/кг)

• по компоненту RH (кДж/кг)

722,7 1039

6418 1039

5584 1039

Удельная теплопроизводительнсть

• конденсатора-сепаратора (кДж/кг)

• конденсатора (кДж/кг)

1146 1215

9525 1215

8620 1215

Удельная работа цикла (кДж/кг)

595,4

3301

3220

разное

Качественная автономная канализация для загородного дома от грамотных специалистов фирмы «Дом Экологии»

Квалифицированные инженеры, работающие в компании «Дом Экологии», советуют владельцам частных домов либо коттеджей заказать услугу по установке автономной канализации, которая требует минимального обслуживания. Уже многие клиенты, посетившие раздел http://www.osk-ekoline.com.ua/avtonomnaja-kanalizacija-polijetilen.html, смогли …

Преимущества зеркальных шкафов в интерьере

Не секрет, что шкаф-купе — мебель довольно габаритная, так как его объемы должны предусматривать размещение множества вещей. Однако зачастую это отрицательно сказывается на визуальном восприятии небольшого помещения.

Дизайнерские радиаторы из чугуна от radimaxua.com

Интернет-магазин radimaxua.com предлагает широкий ассортимент дизайнерских радиаторов из чугуна, выпускаемых под брендом RETROstyle. Изготовлением декоративных радиаторов занимаются европейские заводы.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.