Термодинамічний розрахунок установки

Температуру кипіння холодоагенту у випарнику приймають на 4…6 нижчою за середню температуру холодоносія [1]:

, (1)

де – середня температура холодоносія, ;

При охолодження повітря середня температура холодоносія визначається з [1]:

(2)

Тоді за формулою (1):

Тиск у випарнику визначаємо з таблиці Д 2[1]:

Перепад температур у випарнику приймають рівним 2…4 .

Тоді температура холодоносія на вході та на виході з випарника, відповідно, буде рівна:

(3)

(4)

1.4.2 Визначення температури конденсації холодоагенту

Температура конденсації холодоагенту залежить від температури охолоджувальної води в конденсаторі.Приймаємо систему водопостачання охолодження конденсатораоборотну, в якості охолодника використовуємо бризкальний басейн.

Температура охолоджувальної води на вході в конденсатор:

, (5)

де - коефіцієнт ефективності охолодника, з [1] для бризкального басейну ;

=3.5…5.5°С– перепад температури в конденсаторі, приймаємо .

- температура за мокрим термометром, визначаємо по h-d діаграмі за і

Тоді за формулою (5):

Температура води на виході з конденсатору

(6)

Температура конденсації визначається за формулою:

(7)

де

Тиск у випарнику визначаємо з таблиці Д 2[1]:

1.4.3 Визначення кількості ступенів компресора

Ступінь стиснення в компресорі визначається за формулою:

(8)

Приймаємо одноступінчасту схему.

1.4.4 Визначення температури перегріву парів холодоагенту,який всмоктується в компресор

(9)

1.4.5 Визначаємо температуру холодоагентупісля регенеративного підігрівника

Якщо не враховувати підвід теплоти з оточуючого середовища через ізоляцію регенеративного ТА, то до пари буде підводитись така ж кількість теплоти, що й відводитись від більш теплого потоку рідини з більш високим тиском.

Відвід тепла від рідини з більшим тиском:

(10)

Підвід тепла до пари з меншим тиском:

(11)

Отримаємо:

(12)

де h₁_,h₅ентальпія в характерних точках (див. додаток 1):

h ₁= h ^//(t ₁, P_k)=1655 кДж/кг;

h ₅= h ^//(t_o, P_k)=1647 кДж/кг.

С_р – ізобарна теплоємність рідкого холодоагенту, табл. Д 2:

Тоді за формулою (12):

За формулою (10):

1.4.6 Побудова циклу і визначення параметрів холодоагенту в характерних точках

Побудову циклу в T-s координатах (див. рис. 3) здійснюємо в такій спосіб. За заданою температурою кипіння аміаку t₀ і тиску кипіння Р ₀ на лінії х=1 знаходимо точку 5, h ₅=1647 . За температурою конденсації t_к і тиску Р_к на лінії х=0 знаходимо точку 3. Точку 1 знаходимо на перетині ізотерми t ₁ з ізобарою Р ₀, h ₁=1655 .

З точки 1 проводимо ізоентропу в області перегрітої пари до перетину з ізобарою Р_к, отримаємо точку 2t. Визначаємо ентальпію пари аміаку h ₂_t=1975 .

Точку 2 знайдемо на перетині ізобари P_к і h ₂.

Точка 3_р характеризує стан конденсату перед дроселем. Вона знаходиться на перетині лінії х=0 з ізотермою t _3р.Проводимо лінію постійної ентальпії h _3р= h ₄ до перетину в точці 4 з ізотермою t ₀.

1.4.7 Теоретичний тепловий перепад в компресорі

Знайдемо теоретичний тепловий перепад у компресорі:

, (13)

Знаючи ККД процесу стиску () визначимо дійсний тепловий перепад у компресорі:

(14)

Тоді ентальпія пари на виході з компресора дорівнює:

(15)

1.4.8 Параметри робочого тіла в характерних точках циклу

Параметри	1	2	2^/	3	3р	4	5
Р, МПа	0,1409	1,2157	1,2157	1,2157	1,2157	0,1409	0,1409
t, ⁰C	-20		31,25		29,6	-27	-27
h, кДж/кг
s, кДж/(кг·К)	9,15	9,44	8,38	4,69	4,68	4,85	9,175
х	-	-			-	0,19

1.4.9 Вибір холодоносія та його параметри

Якщо температура холодоносія нижче 0⁰С, то в якості холодоносія приймається водний розчин хлористого кальцію CaCl₂. Вміст солі в розчині приймаємо при температурі замерзання , яка на 6-8 нижче робочої температури .