Визначення параметрів стану в характерних точках циклу

 

Зобразимо цикл холодильної установки р-v і Т-s координатах

 

 

У точці 1 фреон знаходиться в рідинному стані при температурі насичення t ₁= t _к=30ºС. Цій температурі відповідає тиск Р ₄=1,19МПа, що визначається по табл.22 додатку. По таблиці визначаємо інші параметри холодоагенту в точці 1:

Р ₁=1,19МПа; t ₁=30ºС; v '₁=0,00854 м³/кг; і '₁=437,7 кДж/кг; r =177,7 кДж/кг; s '₁=4,129 кДж/(кг·К).

Точка 2. Процес дроселювання холодоагенту 1-2 відбувається при i =const, тому в точці 2 ентальпія і ₂= і '₁=437,7 кДж/кг. Процес 2-3 ізотермічний і відповідає випаровуванню крапель рідини, що містяться у вологій насиченій парі фреону. Цей процес відбувається при t _в =-20ºС, тому t ₂ = t _в = -20ºС. По табл.22 додатку визначаємо, що температурі t ₂=-20ºС відповідають параметри: Р ₂=0,245МПа; v '=0,00744 м³/кг; v ''=0,0926 м³/кг; і '=376,1 кДж/кг; і ''=595,6 кДж/кг; r =219,6 кДж/кг; s '=3,91 кДж/(кг·К); s '' =4,777 кДж/(кг·К).

Пара в точці 2 є вологою насиченою, тому

 

і ₂ = і '₁ = і_{х 2} = і '+ r × х,'

 

де і ' - ентальпія рідинного холодоагенту в стані насичення при t _в=-20ºС; r – теплота пароутворення при t _в = -20ºС.

З даного рівняння визначаємо значення степені сухості пари в точці 2

Питомий об΄єм вологої насиченої пари холодоагенту в точці 2

v ₂= v _х= хv ''+ (1- х) v '=

 

= 0,28 × 0,0926 +(1-0,28) × 0,00744 = 0,0312м³/кг.

 

Ентропія вологої насиченої пари в точці 2

.

Параметри холодоагенту в точці 2:

Р ₂=0,245МПа, t ₂= t_в =-20ºС, v ₂=0,0312 м³/кг, і ₂=437,7 кДж/кг, s ₂=4,152 кДж/(кг·К).

Точка 3. У точці 3 пар холодоагенту знаходиться в стані вологої насиченої. Його параметри: Р ₃=0,245МПа, t ₃= t_в =-20ºС. Згідно умови задачі в точці 4 пара перегріта, її параметри: Р ₄=1,12МПа, t ₄=40ºС. По табл.18 додатку визначаємо, що даним параметрам відповідає s ₄=4,746кДж/(кг×К). Процес 3-4 адіабатний, тому

s ₃ = s ₄ = 4,746 кДж/(кг×К).

 

Ентропія вологої насиченої пари в точці 3 розраховується за формулою:

де s ' - ентропія рідинного холодоагенту в стані насичення при t _в = -20ºС; r – теплота пароутворення при t_в = -20ºС.

З даного рівняння визначаємо значення ступеня сухості пари в точці 3

Ентальпія вологої насиченої пари фреону в точці 3

i ₃ = i_х = i ' + r × x ₃,

 

де i ' – ентальпія рідкого холодоагенту в стані насичення при t _в = -20ºС

i ₃ = i_х = 376,1 + 219,6 × 0,963 = 587,6 кДж/кг.

Питомий об’єм вологої насиченої пари холодоагенту в точці 2

 

v ₃= v_х = хv ''+(1- х) v '=0,963 × 0,0926 +(1-0,963) × 0,00744= 0,0895 м³/кг.

 

Параметри холодоагенту в точці 3:

Р ₃ = 0,245 МПа, t ₃= -20ºС, v ₃ = 0,0895 м³/кг, і ₃= 587,6 кДж/кг, s ₃ = 4,746 кДж/(кг·К).

Точка 4. У точці 4 пара перегріта. За умовою задачі задано, що Р ₄ =1,12МПа, t ₄=40ºС.

Невідомі параметри визначаємо по табл.23 додатку при t ₄=40ºС: v ₄=0,021 м³/кг, і ₄=624,8 кДж/кг, s ₄=4,746 кДж/(кг·К).

Точка 5. У процесі 4-5 перегріта пара холодоагенту ізобарно охолоджується в конденсаторі, тому Р ₅= Р ₄=1,19МПа. У процесі охолодження температура пари знижується до температури конденсації t_к = 30ºС. У точці 5 стан пари – суха насичена, тому по табл.22 додатку при t ₅ = t_к = 30ºС визначаємо: v ''=0,0197 м³/кг; і ''=615,4 кДж/кг; s ''=4,715 кДж/(кг·К).

Параметри холодоагенту в точці 5: Р ₅=1,19МПа, t ₅=30ºС, v ₅=0,0197 м³/кг, і ₅=615,4 кДж/кг, s ₅=4,715 кДж/(кг·К).