Реферат: Истечение и дросселирование водяного пара. Прямые термодинамические циклы – циклы паротурбинных установок

(10.6)

Пример. Холодильная установка работает по циклу Карно, рабочее тело – пар аммиака. Параметры пара t1 = – 10 °C, t2 = 20 °C Х2 = 1 а Х3 = 0 (см. рис. 3.4). Определить холодопроизводительность аммиака, тепловую нагрузку конденсатора, работу, затраченную в цикле и холодильный коэффициент.

Решение. Параметры пара аммиака определяются по таблице 8 (см. приложение).

Холодопроизводительность установки:

q0 = h1 – h4 = r1(X1 – X4).

При t1 = – 10 °C и r1 = 1296,6 кДж/кг принимая процессы 1 – 2 и 3 – 4 адиабатным, имеем:

S2 = S1 = S' + (S"1 + S'1) X.

S'1 = 4,071 кДж/(кг×К), S"1 =8,944 кДж/(кг×К).

S2 = S"2 = 8,566 кДж/(кг×К).

X1 = (S"2 – S'1) /(S"1 – S'1) = (8,566 – 4,071) /(8,944 – 4,071) = 0,9224.

X4 = (S"2 – S'1) /(S"1 – S'1) = (4,516 – 4,017) /4,917 = 0,1015.

Следовательно:

q0 = 1296,6 × (0,9224 – 0,1015) = 1064,4 кДж/кг.

Тепловая нагрузка конденсатора:

q = h2 – h3 = r2 = 1186,9 кДж/кг.

Работа, затраченная в цикле:

l = q – q0 = 1186,9 – 1064,4 = 122,5 кДж/кг.

Холодильный коэффициент:

εХ = q0/l = 1064,4/122,5 = 8,69.

Рис. 3.4.

Задачи для самостоятельного решения.

Задача № 3.1. В схеме аммиачной холодильной установки, рис.10.4, расширительный цилиндр (процесс 3 – 4) заменен дроссельным вентилем, а остальные условия задачи сохраняются. Определить новое значение холодильного коэффициента, результаты сравнить.

Задача № 3.2. Аммиачная холодильная машина работает при температуре испарения t1 = – 10 °C. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным. Температура конденсации пара t = 20 °C и она достигается в результате процесса дросселирования. Определить холодильный коэффициент и изобразить цикл установки в P – V и T – S координатах.

Задача № 3.3. Теоретическая мощность аммиачного компрессора холодильной установки N = 50 кВт. Температура испарения аммиака t1 = – 5 °C. Из компрессора пар выходит сухим насыщенным, при температуре t2 = 25 °C. температура жидкого аммиака понижается в дроссельном вентиле. Определить часовую холодопроизводительность 1 кг аммиака и всей установки.

Задача № 3.4. Определить холодильный коэффициент холодильной установки, работающей по влажному циклу Карно, если температура в испарителе – 30 °C, а в конденсаторе 27 °C.

Решение:

εХ = T0/(T – T0) = (273,15 – 30) /((273,15 – 27) – (273,15 – 30)) = 4,27.

Задача № 3.5. Вычислить теоретическую мощность, затрачиваемую аммиачной холодильной установкой, холодопроизводительностью Q0 = 17,4 кВт, работающей по циклу Карно если температура испарения – 19 °C, а конденсации 15 °C.