Обработка экспериментальных данных

1. Определить мощность, потребляемую электроприводом компрессора. Учитывая, что многопредельный ваттметр установлен на пределыU_max = 375 В и I_max =О,5 А, то каждому делению шкалы прибора соответствует 3 Вт. Для N_дел получаем N_эл = N_дел * 3,0 Вт.

2. Рассчитать абсолютные давления рабочего тела, принимая, что 1 кг/см² = 1 бар и что атмосферное давление В = 1 бар, Р₁ = Р_1И + 1,бар; Р₂ = Р_2И + 1, бар.

3. С помощью таблицы насыщения для фреона-12 (см. приложение) по давлению Р_l и температуре t₁ устанавливаем фазовое состояние в точке 1.

Если t₁равна температуре насыщения t_М1 при давлении Р_l, то пар насыщенный. Если же t₁/t_М1, то пар перегрет и его параметры v_l, h₁ и s₁ или находим в таблице свойств фреона-12 в однофазных состояниях, или же с достаточной степенью точности принимаем v₁ = v''₁; s₁ = s''₁, а величину h рассчитываем по формуле h₁ = h^''₁  + с_р(t₁ – t_Н1),где с_р =0,74 кДж/кгК - средняя теплоемкость фреона-12 в газообразном состоянии. Параметры сухого насыщенного пара v"₁, s"₁, h"₁ определяем с помощью таблиц насыщения по давлению р₁.

4. По давлению р₂и температуре t₂ газа после компрессора с помощью таблицы насыщения устанавливаем фазовое состояние в точке 2. Если t₂ равна температуре насыщения t_H2 при давлении р₂, то пар насыщенный и, следовательно, установка работает с мокрым ходом компрессора. Если же t₂ > t_Н2, то пар перегрет и параметры его находят так же, как для точки 1, уточняя значение энтальпии по формуле h₂ = h''₂ + с_р(t₂  - t_H2), где h''₂ - энтальпия сухого насыщенного пара при давлении р₂.

5. По давлению р₂ и температуре t_A определяем фазовое состояние в точке А (перед дроссельным вентилем). Если t_A разна t_H2, то это насыщенная жидкость с параметрами, определяемымииз таблиц насыщения по давлению р₂: v _A = v'₂, s_A = s'₂. Если же t_A < t_H2, то это переохлажденная жидкость и тогда параметры ее равны v_A, h_A, s_A и определяют их по р₂ и t₂ из таблиц однофазных состояний или рассчитывают по формулам v_А = v'₂; s_А = s'₂, h_А = h'₂  - с_рж (t_Н2 – t_А),где с_рж =1,1 кДж/кгК - удельная теплоемкость жидкого фреона-12.

6. По давлению р₁и температуре t_в устанавливаем фазовое состояние после дросселирования (насыщенный влажный пар). Степени сухости этого пара определяется из условия, что при дросселировании энтальпии рабочего тела не изменяется, т.е. h_А = h_B. При этом х_в =(h_B  - h'₁) /(h"₁ – h'₁), no известной степени сухости рассчитываем остальные параметры v_В = (1 – х_В) v'₁ + х_В  v''₁, s_В = (1 – х_В) s'₁ + х_В  s''₁. Значения величин v', v", s', s" определяем из таблицы насыщения по давлению р₁.

7. Дальнейший расчет по формулам, который приведен выше:

- по формуле (4.1) определяем удельную хладопроизводительность;

- по формуле (4.4) определяем удельное количество отведенного тепла;

- по формуле I_Ц = q₁ – q₂ определяем работу за цикл;

- по формуле (4.3) находим величину холодильного коэффициента;

- по формуле (4.7) находим массовый расход фреона;

- по формуле (4.2) рассчитываем полную хладопроизводительность;

Для сравнения рассчитываем холодильный коэффициент обратного цикла Карно, который можно было бы реализовать в располагаемом интервале температур ε_кар = Т_Н1 /(Т_Н2 – Т_Н1).

8. Представить отчет по работе, который должен содержать: основы теории, схему и описание установки, таблицу наблюдений, обработку опытных данных, краткие выводы порезультатам опытов.

Контрольные вопросы.

1. Какие типы холодильных установок вы знаете? Какие из них получили преимущественное распространение, почему?

2. Назовите наиболее распространенные хладоагенты. Какие проблемы возникают при их использовании?

3. Как устроена парокомпрессионная холодильная установка, и какое назначение каждой ее отдельной части?

4. Изобразите цикл парокомпрессионной установки на T-S и h-S

диаграммах. Раскройте содержание всех составлявших цикл процессов.

5. Что называют хладопроизводительностью установки? Чем отличаются удельная и полная хладопроизводительности?

6. Чем характеризуется энергетическая эффективность холодильных установок? Каков верхний предел такой эффективности?

7. На схеме экспериментальной установки покажите путь циркуляции хладоагента. Какие фазовые превращения происходят на этом пути?

8. Как изменится эффективность установки, если повысить температуру в испарителе?

9. Как изменится эффективность установки, если увеличить давлениесжатия?

Литература: [3, с.299-306];[5. с.369-372];[7, с.336-345].

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Кириллин В. А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая тер-модинамика. -М., 1979. -447с.

2. Вукалович М.П., Новиков И. И. Техническая термодинамика. -М., 1968. -496с.

3. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. -М., 1980. -469 с.

4. Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы. -М., 1968. -703с.

5. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам га- -зов и жидкостей. -М., 1972. -720с.

6. Рабинович 0. М. Сборник задач по технической термодинамике. -М., 1976. -375с.

7. Зубарев В. Н., Александров А. А. Практикум по технической термодинамике. М., 1987. -352с.

 

Приложение

 

 

Таблица 1П

Tермо-э.д. с, термоэлектрических термометров типа ХК стандартной градуировки при температуре свободных концов 0 ⁰C

^0С	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	0,00	0,07	0,13	0,20	0,25	0,33	0,33	0,46	0,52	0,55
10	0,55	0,72	0,78	0,85	0,91	0,95	1,03	1,11	1,18	1,24
20	1,31	1,38	1,44	1,51	1,57	1,64	1,70	1,77	1,84	1,91
30	1,98	2,05	2,12	2,18	2,25	2,32	2,38	2,45	2,52	2,59
40	2,66	2,73	2,80	2,87	2,94	3,00	3,07	3,14	3,21	3,28
50	3,35	3,42	3,49	3,56	3,63	3,70	3,77	3,84	3,91	3,98
60	4,05	4,12	4,12	4,26	4,33	4,41	4,48	4,55	4,62	4,69
70	4,76	4,83	4,90	4,98	5,05	5,12	5,20	5,27	5,34	5,41
80	5,48	5,55	5,62	5,69	5,75	5,83	5,90	5,97	6,04	6,11
90	6,18	6,25	6,32	6,39	6,45	6,53	6,60	6,67	6,74	6,81

 

 

Таблица 2П

Термо-э.д.с. термоэлектрических термометров типа МК стандартной градуировки при температуре свободных концов 0 ⁰С.

 

 

^0С	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	0,00	0,04	0,07	0,11	0,14	0,17	0,20	0,23	0,27	0,30
10	0,34	0,38	0,43	0,47	0,51	0,54	0,55	0,62	0,66	0,77
20	0,74	0,78	0,82	0,86	0,90	0,94	0,99	1,03	1,07	1,11
30	1,13	1,19	1,22	1,25	1,29	1,33	1,37	1,41	1,45	1,50
40	1,54	1,59	1,63	1,68	1,73	1,78	1,85	1,87	1,92	1,95
50	2,01	2,05	2,09	2,14	2,19	2,24	2,28	2,35	2,38	2,42
60	2,46	2,51	2,55	2,60	2,64	2,69	2,74	2,79	2,83	2,89
70	2,92	2,97	3,01	3,05	3,09	3,14	3,19	3,23	3,28	3,33
80	3,38	3,42	3,47	3,51	3,56	3,60	3,64	3,68	3,73	3,77
90	3,82	3,86	3,91	3,96	4,01	4,05	4,10	4,14	4,19	4,23

 

Таблица 3П.

Термодинамические свойства Фреона-12 на линии насыщения

tH, C°	рн, бар	v', м^3/кг	v", м^3/кг	h', кДж/кг	h", кДж/кг	s', кДж/кгК	s", кДж/кгК
-20	1,527	0,6864	0,1086	482,08	646,53	0,9307	1,5803
-18	1,649	0,6892	0,1011	483,84	647,46	0,9376	1,5789
-16	1,779	0,6921	0,0942	485,60	648,38	0,9445	1,5775
-14	1,919	0,6950	0,0878	487,36	649,31	0,9515	1,5763
-12	2,067	0,6980	0,0819	489,14	650,29	0,9584	1,5751
-10	2,219	0,7010	0,0765	490,93	651,15	0,9653	1,5739
-8	2,377	0,7040	0,0719	492,73	652,09	0,9723	1,5728
-6	2,550	0,7071	0,0673	494,54	653,01	0,9792	1,5718
-4	2,734	0,7104	0,0629	496,36	653,93	0,9861	1,5707
-2	2,923	0,7137	0,0599	498,17	654,94	0,9931	1,6597
0	3,125	0,7171	0,0553	500,00	655,74	1,0000	1,5688
18	5,428	0,7492	0,0325	517,25	663,34	1,0602	1,5620
20	5,739	0,7532	0,0308	519,21	664,16	1,0669	1,5613
22	6,065	0,7572	0,0291	521,18	664,97	1,0735	1,5607
24	6,408	0,7613	0,0276	523,14	665,76	1,0802	1,5601
26	6,765	0,7654	0,0262	525,11	666,54	1,0868	1,5595
28	7,140	0,7696	0,0248	527,09	667,31	1,0934	1,5589
30	7,529	0,7740	0,0235	529,08	668,07	1,1000	1,5583
32	7,931	0,7786	0,0223	631,11	668,81	1,1066	1,5578
34	8,344	0,7832	0,0212	533,15	669,53	1,1132	1,5572
36	8,771	0,7879	0,0201	535,20	670,23	1,1198	1,5566
38	9,217	0,7926	0,0191	537,28	670,93	1,1264	1,5560
40	9,687	0,7975	0,0182	539,37	671,62	1,1331	1,5554
42	10,17	0,8026	0,0173	541,47	672,29	1,1397	1,5548
44	10,67	0,8076	0,0164	543,59	672,93	1,1464	1,5542
46	11,18	0,8133	0,0157	545,72	673,56	1,1531	1,5536
48	11,72	0,8189	0,0149	547,89	674,67	1,1665	1,5523
50	12,28	0,8248	0,0142	550,09	674,67	1,1665	1,5523

 

ВВК з311я73-5

УДК 621.1.016

Термодинамика: Лаборат. работы /Сост. Быченок В. И, Ляшков В. И. - ТГТУ, Тамбов, 1992.-33с.

 

 

Даны методические указания и порядок выполнения лабораторных работ, описание экспериментальных установок, контрольные вопросы.

Для подготовки к каждой работе приведена литература с указанием глав и параграфов.

Лабораторные работы предназначены для студентов 2, 3, 4 курсов дневного и заочного отделения всех специальностей.

 

 

Утверждено - издательским советом университета.

 

Составители:      Быченок В.И.

Ляшков В.И.

 

 

Рецензент:профессор В. А. Федоров