Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике

21.3 Холодопроизводительность воздушной холодильной установки Q=83,7 МДж/ч. Определить ее холодильный коэффициент и потребляемую теоретическую мощность двигателя, если известно, что максимальное давление воздуха в установке р₂=0,5 МПа, минимальное давление р₁=0,11 МПа, температура воздуха в начале сжатия t₁=0ºC, а при выходе из охладителя t₃=20ºC. Сжатие и расширение воздуха принять политропными с показателем политропы n=1,28.

Ответ: ε=2,56, N_дв=9,1 кВт.

21.53 На рис. 117 представлена схема, а на рис. 118 изображен цикл паровой компрессорной холодильной установки. Пар аммиака при температуре t₁ = -10ºС поступает в компрессор В, где адиабатно сжимается до давления, при котором его температура t₂ = 20ºС, а сухость пара х₂ = 1. Из компрессора аммиак поступает в конденсатор С, где при постоянном давлении обращается в жидкость (х₃ = 0), после чего в особом расширительном цилиндре D адиабатно расширяется до температуры t₄ = -10ºС; при этой же температуре аммиак поступает в охлаждаемое помещение А, где, забирая теплоту от охлаждаемых тел, он испаряется, образуя влажный пар со степенью сухости х₁.

Определить холодопроизводительность аммиака, тепловую нагрузку конденсатора, работу, затраченную в цикле, и холодильный коэффициент.

Ответ: q₀ = 1067,8 кДж/кг, q = 1186,9 кДж/кг, l₀ = 119,1 кДж/кг, ε = 8,96.

21.52 В схеме аммиачной холодильной установки, приведенной в предыдущей задаче, расширительный цилиндр заменяется редукционным вентилем. Новая схема представлен на рис. 109. В остальном все условия предыдущей задачи сохраняются.

Определить новое значение холодильного коэффициента εʹ и сравнить его с ε для схемы с расширительным цилиндром.

Ответ: εʹ = 8,32; εʹ/ε = 0,929.

21.48 Компрессор аммиачной холодильной установки всасывает пар аммиака при температуре t₁=-10 ºC и степени сухости x₁=0,92 и сжимает до давления, при котором его температура t₂=20 ºC и степень сухости x₂=1. Из компрессора пар аммиака поступает в конденсатор, в котором охлаждающая вода имеет на входе температуру t′_в=12 ºС, а на выходе t″_в=20 ºС.

В редукционном (регулирующем) вентиле жидкий аммиак повергается дросселированию до 0,3 МПа, после чего он направляется в испаритель, из которого выходит со степенью сухости х=0,92 и снова поступает в компрессор. Теплота, необходимая для испарения аммиака, заимствуется из рассола, имеющего на входе в испаритель температуру t′_р=-2 ºС, а на выходе из него температуру t″_р=-5 ºС.

Определить теоретическую мощность двигателя холодильной машины и часовой расход аммиака, рассола и охлаждающей воды, если холодопроизводительность установки Q₀=58,15 кДж/c. Теплоемкость рассола принять равной 4,19 кДж/(кг·К).

Ответ: N_теор=7,39 кВт, М_а=0,0552 кг/c, М_р=4,626 кг/c, М_в=1,96 кг/c.

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

Определить значения давлений изобар, проходящих через эти точки.

21.24 Теоретическая мощность аммиачного компрессора холодильной установки составляет 50 кВт. Температура испарения аммиака t₁=-5 ºC. Из компрессора пар аммиака выходит сухим насыщенным при температуре t₂=25 ºC. Температура жидкого аммиака понижается в редукционном вентиле.

Определить холодопроизводительность 1 кг аммиака и часовую холодопроизводительность всей установки.

Ответ: q₀=1040 кДж/кг, Q=1475 МДж/ч.

21.23 Компрессор углекислотной холодильной установки всасывает сухой пар и сжимает его по адиабате. Температура испарения углекислоты t₁=-10 ºC, а температура конденсации t₃=20 ºC. После конденсации жидкая углекислота расширяется в редукционном вентиле.

Определить тепловую нагрузку конденсатора, если холодопроизводительность углекислотной установки равна 419 МДж/ч. Представить цикл в диаграмме Ts.

Ответ: Q=52,34 МДж/ч.

21.54 В углекислотной холодильной установке с регулирующим вентилем компрессор всасывает сухой пар и сжимает его по адиабате так, что его энтальпия становится равной 700 кДж/кг. Температура испарения углекислоты t₁=-20 ºC, а температура ее конденсации t₃=20 ºC.

Определить часовой расход углекислого газа и теоретическую мощность двигателя, если холодопроизводительность установки Q=502,4 МДж/ч.

Ответ: М_а=2810 кг/ч, N_теор=34,3 кВт.

21.41 Аммиачная холодильная установка производительностью Q₀ = 116,3 кДж/с работает при температуре испарения t₁ = -15ºС. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным. Температура конденсации t₃ = 30ºС, причем конденсат переохлажден до t = 25 ºС.

Определить холодильный коэффициент теоретического цикла, часовой расход аммиака и теоретическую мощность двигателя холодильной машины. Задачу решить, пользуясь диаграммой i – lgp.

Ответ: ε = 4,88; М_а = 0,1032 кг/с; N_теор = 24 кВт.

i – lgp диаграмма с рассчитанными процессами прилагается к задаче

21.8 Из испарителя аммиачной холодильной установки пар выходит сухим насыщенным при температуре t₁ = -20ºС. Температура адиабатно сжатого пара аммиака t₂ = 25ºС. Пройдя через конденсатор и переохладитель, пар превращается в жидкий аммиака с температурой t = 15ºС.

Принимая производительность холодильной установки Q₀ = 290,7 кДж/с, провести сравнение данной установки с установкой, работающей без переохлаждения, определив для них холодопроизводительность 1 кг аммиака, часовое количество аммиака, холодильный коэффициент и теоретическую мощность двигателя холодильной машины. Задачу решить, пользуясь диаграммой i – lg p.