Простейшая машина
Схема и цикл простейшей холодильной машины (рабочее вещество R-717) с набором исключительно основных элементов приведены на рис. 10.1. На термодинамический цикл холодильной машины такие вспомогательные элементы как линейный ресивер, маслоотделитель, запорные вентили влияния не оказывают, поэтому их изображение для выполнения теплового расчета обязательным не является.
Тепловой расчет осуществляется по следующему алгоритму: 1. Удельные характеристики цикла
1.1. удельная массовая холодопроизводительность
Q0=hj-h4 , кДж/кг; (10.1а)
1.2. удельная объемная холодопроизводительность
Qv=q0/v} , кДж/м3; (10.2)
|
|
|
В) |
1.3. удельная адиабатная работа компрессора w~h2 - hj, кДж/кг;
1.4. удельное тепло, отведенное в конденсаторе (для расчета теплового насоса),
QK ~h2 - h3 , кДж/кг; (10.4)
|
(10.3) |
2. Массовый расход рабочего вещества (в литературе прошлых лет изданий обозначено как Ga)
Кг/с;
Яо Qk
|
(10.5а) |
|
Для холодильной машины |
|
(10.56) |
|
Для теплового насоса |
Ма =—кг/с; Як
3. Действительная объемная производительность компрессора
^=Mflv7,M3/c; (10.6)
4. Коэффициент подачи компрессора
Где
Лс - коэффициент подачи, учитывающий влияние «мертвого пространства»,
Г
Рк ~
|
А,. -1-е |
|
(10.8) |
V Ро j
Здесь
С - относительная величина «мертвого пространства», зависящая от типа и размеров компрессора, конструкции клапанов и режима работы, с = 0,015 ...0,05;
Т - показатель политропы обратного расширения из «мертвого пространства». Величину т необходимо принимать: т=1,0 ... 1,05 (для рабочих веществ HFC - и HCFC-типа); т=1,05 ... 1,15 (для R-717). A'w - коэффициент, учитывающий объемные потери, вызванные дросселированием пара в клапанах, подогревом пара от стенок цилиндра в процессе всасывания, перетеканием из полости сжатия в полость всасывания в результате внутренних неплотностей
|
XL |
|
(10.9а) |
Для R717;
5. Теоретический объем, описанный поршнями компрессора (по величине Vh осуществляется подбор компрессора по каталогам. Эта же величина является основной для проектирования компрессора)
6. Адиабатная мощность компрессора
Na=Ma 'V;,kBt;
7. Индикаторная мощность компрессора
N
|
(10.11) (10.12) |
N:^—2- , кВт; Пі
Где г/, - индикаторный КПД,
Rjt^ + bto, (10.13)
Здесь
T0 - температура кипения (в і рад ус ах Цельсия с соответствующим знаком); Ъ - коэффициент Ъ =0,001 (R717), Ь =0,0025 (рабочее вещество HFC - HCFC-типа).
8. Мощность трения
Nmp=Vk-Pimp, кВт, (10.14)
Где
Pimp ~ среднее индикаторное давление трения (Глава 8), Pimp = 50 ... 70 кПа (R-717, R-22, R-744),/?/mp = 30 ... 50 кПа (R-134 и другие рабочие вещества HFC - HCFC-типа). Перевод значения рітр в другие единицы измерений не требуется. Методика подразумевает использовать эти значения в кПа.
9. Эффективная мощность компрессора (мощность на валу компрессора)
— Nmp + Nt, кВт; (10.15)
10. Электрическая мощность компрессора (мощность, потребляемая электродвигателем из сети)
N ЭД, кВт, (10.16)
W эл. дв
Где
Лэл. дв - КПД электродвигателя.
Электродвигатель подбирают по каталогам (см. приложение) по номинальной мощности и частоте вращения вала. Номинальная мощность электродвигателя N3Jt^ должна быть равной или превышать эффективную мощность компрессора Ne.
11. Термодинамическая эффективность машины в целом:
11.1. Теоретический коэффициент преобразования
СОРтеор=^. (10.17)
W
11.2. Коэффициент преобразования цикла Карно
СОРКарш>= Т™ . (10.18)
Ср 1 хол
Если Тхол и Тср являются известными или
СОРКарпо=~^-. (10.19)
1 к 1 о
11.3. Теоретическая степень термодинамического совершенства
СОР
Пгеор =------ (10.20)
СОР
Карло
11.4 Действительный коэффициент преобразования
• для холодильной машины СОР%%ств = ; (10.21 а)
• для теплового насоса СОРЇеийст« . (10.22а)
Ne
11.5. Действительная степень термодинамического совершенства
СОР
^действ =---- ёейств_ (10.23)
СОР Карно
