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.
Ответ: q0=1139 кДж/кг, qк=1307 кДж/кг, l0=168 кДж/кг, ε=6,8, εКарно=7,7.
Все задачи из: Сергеев А.А. Холодильная техника и технология ИжГСХА 2010
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.
Ответ: V=0,0331 м³/ч.
Все задачи из: Сергеев А.А. Холодильная техника и технология ИжГСХА 2010
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.
Ответ: Nтеор=7,5 кВт.
Все задачи из: Сергеев А.А. Холодильная техника и технология ИжГСХА 2010
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.
Ответ: τ=67,3 ч.
Все задачи из: Сергеев А.А. Холодильная техника и технология ИжГСХА 2010
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.
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 Вычислить значение удельной холодопроизводительности и холодильного коэффициента, если холодильный агент в конденсаторе переохлаждается (рис.3.1) до температуры t3 (табл.4.1).
Таблица 4.1 – Исходные данные
Предпоследняя цифра шифра | 1 |
Температура после переохлаждения t3, ºC | 20 |
Сделать вывод о влиянии переохлаждения на q0 и ε. Привести схему ПКХМ с переохлаждением и ее цикл в T-s и lgp-h — диаграммах. Все остальные значения остаются такими же, как в задаче 1 (задача 21.16).
Ответ: ε=5,2, q0=1157 кДж/кг.
21.17 Определить необходимую поверхность охлаждающих батарей в холодильной камере, если тепловая нагрузка на батареи Q0=15 кВт. Коэффициент теплопередачи k=5,8 Вт/(м²·К). Разность температур охлаждаемого воздуха и кипения холодильного агента θ=10ºС.
Ответ: Fтр=258,6 м².
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 Вписать цикл одноступенчатой холодильной машины в lgp-h — диаграмму (рис.2.5) и определить параметры холодильного агента в узловых точках для следующих данных: t0, tk, tп, tвс .
Варианты контрольных заданий приведены в табл.2.2.
Таблица 2.2
Вариант | Хол. агент | t0, ºC | tк, ºC | tп, ºC | tвс, ºC |
4 | R-22 | -15 | 35 | 30 | -10 |