21 Холодильная техника

21.11 Определить параметры узловых точек цикла и удельные характеристики аммиачной холодильной установки при следующих условиях: температура кипения -5ºC, температура конденсации 30ºC, температура переохлаждения 25ºC, цикл сухой.

Методические указания.pdf


21.12 Определить часовой объемный расход диоксида углерода, поступающего в компрессор при следующих условиях: холодопроизводительность установки 67 кВт, температура конденсации 20ºС, температура кипения -30ºС, температура переохлаждения 15ºС. Цикл сухой.

Методические указания.pdf


21.13 1230 кг/ч метилового спирта необходимо охлаждать от 18 до -22ºС. Охлаждение ведется углекислотой, кипящей при -40ºС. Определить теоретическую мощность, затрачиваемую компрессором. Температура конденсации 15ºС. Цикл сухой, без переохлаждения.

Методические указания.pdf


21.14 Потери холода составляют 240 кДж/ч с  наружной поверхности изоляции сферического бака, заполненного жидким этаном. Внутренний диаметр бака 1,4 м. Толщина изоляции 400 мм. Определить время испарения всей жидкости, если первоначально бак был заполнен на 2/3 своего объема. Плотность жидкого этана 528 кг/м³. Удельная теплота парообразования этана 486 кДж/кг.

Методические указания.pdf


21.15 Паровая компрессионная холодильная машина (ПКХМ) работает по циклу 1-2-3-4-1, изображенному на рис.3.1 в диаграмме T-s. Холодопроизводительность машины Q0, температура кипения в испарителе tи, температура конденсации tk. Рабочее тело (холодильный агент) – аммиак NH3 или фреон-12  (имеющий химическую формулу CF2Cl2). Данные приведены в табл.3.1 и 3.2.Паровая компрессионная холодильная машина (ПКХМ) работает по циклу 1-2-3-4-1, изображенному на рис.3.1 в диаграмме T-s.

Рисунок 3.1 — Теоретический цикл парокомпрессионной холодильной машины

Таблица 3.1 – Исходные данные

Последняя цифра шифра 2
Холодопроизводительность, Q0, кВт 100
Температура кипения tи, ºС -10

Таблица 3.2 – Исходные данные

Предпоследняя цифра шифра 1
Температура кипения tk, ºС 35
Холодильный агент NH3

Определить:

1) параметры p, t и h в характерных точках цикла, а также удельный объем в точке 1  υ1;

2) удельную холодопроизводительность q0;

3) удельную работу компрессора lk;

4) количество теплоты, отводимой в конденсаторе, qk;

5) массовый расход холодильного агента m;

6) теоретическую мощность компрессора N;

7) тепловую нагрузку конденсатора Qk;

8) объемную производительность компрессора V;

9) холодильный коэффициент ε;

10) холодильный коэффициент обратного цикла Карно для того же интервала температур εk;

11) уменьшение величины удельной холодопроизводительности Δq0 за счет использования дроссельного вентиля вместо детандера; изменение холодильного коэффициента Δε, если температуру кипения повысить на 10ºC;

13) во сколько раз больше теплоты для отопления можно получить с помощью данной ПКХМ, используемой в качестве теплового насоса, по сравнению с электрическим обогревателем, если на привод компрессора и электрический обогреватель затрачивается одинаковая мощность.

Значения параметров занести в таблицу. В графической части изобразить принципиальную схему ПКХМ и ее цикл в lgp-h — диаграмме.


21.16 Воздушная холодильная установка используется для получения из воды с температурой 10 ºС льда с температурой -7 ºС. Поступающий в компрессор воздух при давлении р14 и температуре t1 адиабатно сжимается до давления p2=p3 и направляется в охладитель, где за счет отвода теплоты в окружающую среду охлаждается до температуры t3=20 ºC. Расход воздуха, приведенный к нормальным условиям, равен V.

Требуется найти часовое количество производимого льда, холодильный коэффициент и мощность, необходимую для привода компрессора. Цикл изобразить в координатах s-T и υ-p. Привести принципиальную схему установки.

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант р1, МПа t1, ºC р2, МПа V, м3
1 0,11 -13 0,48 1500

Методические указания.pdf

Все задачи из:


21.17 В диаграмме Ts для аммиака даны точки 1 и 5 (рис. 119).

Определить значения давлений изобар, проходящих через эти точки.

В диаграмме Ts для аммиака даны точки 1 и 5 (рис. 119).  Определить значения давлений изобар, проходящих через эти точки.


21.18 Произвести тепловой расчет и подбор компрессора по теоретической объемной подаче для одноступенчатой холодильной установки по данным, приведенным в табл.1. Изобразить цикл холодильной машины в тепловой T-s или lgp-i диаграмме и определить параметры точек, необходимые для расчета.

При решении задачи принять:

1 объемное мертвое пространство компрессора с=5%, Δрвс=0,005 МПа; Δрн=0,01 МПа;

2 подбирать необходимо не менее двух компрессоров.

Таблица 1.1 — Исходные данные для решения задачи

Хладагент t0, ºC tк, ºC tвс, ºC Q0, кВт
Хладон -20 25 26 160


21.19 Произвести тепловой расчет и подбор двухступенчатых агрегатов по теоретической объемной подаче, определить параметры узловых точек цикла по данным, приведенным в таблице 2.1.

При решении задачи необходимо выбрать цикл двухступенчатого сжатия с полным промежуточным охлаждением пара и змеевиком в промежуточном сосуде. Температуру пара на всасывающей стороне компрессора высокой ступени принять на 5-10ºC выше промежуточной температуры tпр, температуру жидкого аммиака, выходящего из змеевика промежуточного сосуда tпзм — на 3-4ºС выше tпр, t=t0+tвс. параметры узловых точек цикла внести в таблицу.

Таблица 2.1 — Исходные данные

Вариант t0, ºC tk, ºC tвс, ºC Q0, кВт
8 -42 31 15 220


21.20 В компрессор воздушной холодильной установки воздух поступает из холодильной камеры при давлении р1=0,1 МПа и температуре t1. После изоэнтропного сжатия до давления р2=0,4 МПа воздух поступает в теплообменник, где при постоянном давлении его температура снижается до t3. Затем воздух поступает в детандер, где изоэнтропно расширяется до первоначального давления р1. После этого воздух снова возвращается в холодильную камеру, где при постоянном давлении р1 отнимает тепло от охлаждаемых тел и нагревается до температуры t1.

Определить: холодильный коэффициент; температуру воздуха, поступающего в холодильную камеру; количество тепла, передаваемое охлаждающей воде в теплообменнике (в киловаттах); расход воздуха и теоретическую потребную мощность, если холодопроизводительность установки Q. Расчет иллюстрировать принципиальной схемой установки и ее циклом в T-s диаграмме. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 6.

Таблица 6

Вариант t1, ºС t3, ºС Q, кВт
00 -10 17 100

Ответить на вопросы:

Каков будет холодильный коэффициент установки, работающий по циклу Карно для вашего варианта задачи?

Как влияет степень повышения давления в компрессоре р21 на холодильный коэффициент установки?

Почему для расширения воздуха в холодильной установке не применяют процесс дросселирования?

Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.

Методические указания.pdf