Розрахунок питомої холодопродуктивності, кількості теплоти, відданої в навколишнє середовище, витрат роботи в компресорі, холодильного коефіцієнта, роботи циклу

 

Питома холодопродуктивність

 

q ₂ = i ₃ – i ₂ = 587,6 – 437,7 = 149,9 кДж/кг.

 

Витрати роботи в компресорі

 

l_к = i ₄ – i ₃ = 624,8- 587,6 = 37,2 кДж/кг.

 

Кількість теплоти, що віддається в навколишнє середовище в конденсаторі

q ₁ = i ₄ – i ₁ = 624,8 – 437,7 = 187,1 кДж/кг.

 

Робота циклу

l_ц = q ₁ - q ₂ = 187,1 – 149,9 = 37,2 кДж/кг.

 

Холодильний коефіцієнт

 

3. Побудова розрахованого циклу в р-v і Т-s координатах

 

Проводимо координатні осі р и v і вибираємо масштаб. Тиск у циклі змінюється від Р ₁=1,19 до Р ₂=0,245МПа, приймаємо 1см=0,1МПа, питомий об΄єм у циклі змінюється від v ₁=0,00854 м³/кг до v ₃=0,0895 м³/кг, приймаємо 1см=0,01 м³/кг. Наносимо координати точок на р-v діаграму:

Точка 1 – Р ₁ = 1,19 МПа, v ₁ = 0,00854 м³/кг;

Точка 2 – Р ₂ = 0,245 МПа, v ₂ = 0,0312 м³/кг;

Точка 3 – Р ₃ = 0,245 МПа, v ₃ = 0,0895 м³/кг;

Точка 4 - Р ₄ = 1,19 МПа, v ₄ = 0,021 м³/кг;

Точка 5 – Р ₅ = 1,19 МПа, v ₅ = 0,0197 м³/кг.

З'єднуємо прямими лініями точки 2-3, 4-1 і штриховою прямою точки 1-2. Наносимо на р-v діаграму нижню і верхню пограничні криві, для чого з табл.22 додатку на лінії насичення визначаємо параметри декількох точок, що відповідають кривим:

Р _пр1=0,245 МПа, v ' = 0,0744 м³/кг, v '' = 0,0926 м³/кг;

Р _пр2=0,498 МПа, v ' = 0,0781 м³/кг, v '' = 0,0471 м³/кг;

Р _пр3=0,909 МПа, v ' = 0,00826 м³/кг, v '' = 0,026 м³/кг.

Точку перетинання адіабати 3-4 з верхньої пограничною кривою визначаємо по табл.22, установивши, який тиск відповідає значенню s ₃= s ₄=4,746кДж/(кг×К). Даному значенню відповідає Р _пер=0,584МПа і v ''_пер=0,0403 м³/кг. Наносимо точку на р-v діаграму і через дану точку, а також через точки 3 і 4 лекалом проводимо адіабату 3-4.

Проводимо координатні осі Т и s і вибираємо масштаб. Температура в циклі змінюється від t ₂=20^оС до t ₄=40^оС, приймаємо 1см=10^оС. Ентропія в циклі змінюється від s ₁=4,129 кДж/(кг×К) до s ₃=4,746кДж/(кг×К), приймаємо масштаб 1см=0,1кДж/(кг×К).

Наносимо координати точок на Т - s діаграму:

Точка 1 – Т ₁ = 303 К, s ₁ = 4,129 кДж/(кг×К);

Точка 2 – Т ₂ = 253 К, s ₂ = 4,152 кДж/(кг×К);

Точка 3 – Т ₃ = 253 К, s ₃ = 4,746 кДж/(кг×К);

Точка 4 - Т ₄ = 313 К, s ₄ = 4,746 кДж/(кг×К);

Точка 5 – Т ₅ = 303 К, s ₅ = 4,715 кДж/(кг×К).

З'єднуємо прямими лініями точки 2-3, 3-4, 5-1, штриховою прямою 1-2, кривою лінією 4-5.

Проводимо на Т-s діаграмі ліву і праву пограничні криві, для чого з табл.22 властивостей фреону на лінії насичення визначаємо параметри декількох точок, що відповідають пограничним кривим

Т_{пр 1}= 253 К, s¢ = 3,91 кДж/(кг×К), s¢¢ = 4,777 кДж/(кг×К)

Т_{пр 2}=283 К, s¢ = 4,044 кДж/(кг×К), s¢¢ = 4,736 кДж/(кг×К)

Наносимо проміжні точки на діаграму, через них і точки 1, 5, 3 проводимо ліву і праву пограничні криві.

Побудова циклу парокомпресійної холодильної установки в р-v і Т-s координатах показана нижче.

Наносимо на Т-s діаграму цикл Карно. Для цього з точки 4 проводимо штрихпунктирну горизонтальну лінію до перетинання з вертикальною штрихпунктирною лінією, проведеною з точки 1 вверх, а також униз до її перетинання з горизонтально проведеною лінією з точки 2. Одержуємо оборотний цикл Карно 1¢-2¢-3-4-1¢.

 

Холодильний коефіцієнт оборотного циклу Карно

де Т ₁= Т ₄ – максимальна температура відведення теплоти q ₁ у циклі;

Т ₂ – мінімальна температура підведення теплоти в q ₂ у циклі.

Холодильний коефіцієнт оборотного циклу Карно вище, ніж холодильний коефіцієнт розрахованого циклу

e_к = 4,22 > e = 4,04.