Практическая работа №1 Алексей. Рабочий процесс паровой компрессорной холодильной машины
 Скачать 244.93 Kb.
|
|
Практическая работа № 1. Тема: Рабочий процесс паровой компрессорной холодильной машины. Цель: Изучить рабочий процесс паровой компрессорной холодильной машины. Оборудование: Учебно-методическая литература, плакат с диаграммой, схема паровой компрессорной холодильной машины. Содержание отчета: Принципиальная схема и термодинамический цикл. Рабочий цикл паровой компрессорной холодильной машины. Вывод. Отчет о работе: Принципиальная схема и термодинамический цикл. Обратный цикл Карно может быть реализован в паровой компрессорной машине с детандером (расширительная машина), работающей в области влажного пара. В этом случае изотермические процессы теплообмена обеспечивают эндотермическими фазовыми переходами (парообразованием — кипением и конденсацией). Однако осуществить такой цикл в машине трудно из-за низкой удельной холодопроизводительности и вследствие необходимости сжатия в компрессорном агрегате влажного пара.  Рисунок № 1. Принципиальная схема паровой компрессорной холодильной машины. Принципиальная схема (рис № 1), положенная в основу работы современных паровых компрессорных машин, включает агрегат сжатия — компрессор, теплообменный аппарат — конденсатор, который обеспечивает процесс передачи теплоты окружающей среде, теплообменный аппарат-испаритель, осуществляющий отвод теплоты от охлаждаемых объектов, чтобы поддерживать в холодильной камере температуру ниже температуры окружающей среды, а также дроссельный вентиль. Замена в схеме машины агрегата расширения (детандера) дроссельным вентилем и, следовательно, обратимого процесса расширения на необратимый процесс дросселирования связана с тем, что работа расширения жидкого рабочего тела в цикле паровой холодильной машины мала, а упрощение конструкции в результате такой замены существенно. Рабочий цикл паровой компрессорной холодильной машины. Работа машины теоретически протекает следующим образом. Компрессор засасывает из испарителя рабочее тело в виде сухого насыщенного пара с параметрами Ро, Tо, х=1 и изоэнтропно сжимает его до давления Рк, обеспечивающего требуемую температуру конденсации Тк, при которой осуществляют отвод теплоты в конденсаторе, охлаждаемом наружным воздухом или водой. Перегретый в процессе сжатия пар рабочего тела охлаждают в конденсаторе при постоянном давлении, превращая его в жидкость (х = 0). При этом в конденсаторе рабочее тело последовательно отдает теплоту перегрева и парообразования.  Рисунок № 2. Термодинамический цикл паровой компрессорной холодильной машины В дроссельном вентиле в процессе дросселирования, т.е. при h = const, давление жидкости снижается до давления парообразования, с которым жидкое рабочее тело поступает в испаритель. В результате подвода теплоты от охлаждаемых объектов, которые находятся в холодильной камере, рабочее тело в испарителе закипает и испаряется до состояния сухого насыщенного пара. Термодинамический цикл, которому соответствует работа подобной машины, можно считать эталонным для паровых компрессорных машин; его изображение в диаграммах Т—S и Р-h приведено на (рис № 2). Площадки, заштрихованные на Т—S диаграмме (рис. 2. а), соответствуют удельной холодопроизводительности машины qо и удельной энергии lц, затрачиваемой на совершение цикла. Необратимый процесс дросселирования показан штриховой линией. Использование диаграммы Р-h или lgp-h (рис № 2, б) при анализе и расчете холодильных машин существенно упрощает определение показателей их работы, так как представляет теплоту изобарных процессов теплообмена и изоэнтропную механическую работу в виде разности координат, т.е. в виде отрезков, а не площадей, как это имеет место при пользовании Т—S диаграммой. Эталонный цикл отличается от обратного цикла «Карно» наличием необратимых потерь от перегрева паров (величина, пропорциональная площадке 2'-2-3'-2' на (рис. 2), на которую возрастает удельная энергия) и дросселирования жидкого рабочего тела (последние приводят к снижению удельной холодопроизводительности на величину qо =h4 – h4'. Улучшить показатели эталонного цикла можно перегревом паров в испарителе и переохлаждения жидкости перед дроссельным вентилем, которое может быть осуществлено в самом конденсаторе или в специальном теплообменном аппарате (переохладителе). Перегрев паров в ряде случаев не дает ощутимого эффекта, так как он обычно проходит не в испарителе, а в магистрали между испарителем и компрессором (в трубопроводах и вспомогательных аппаратах). Термодинамический цикл паровой холодильной машины в Т—S диаграмме приведен на (рис. 2, в). Процесс перегрева паров в испарителе соответствует линии 1'-1, а переохлаждение жидкости — линии 3'-3; с достаточной для практических целей точностью изобарный процесс переохлаждения заменен отводом теплоты по нижней пограничной кривой. Вывод: Изучил (а) рабочий процесс паровой компрессорной холодильной машины  |