Расчет теоретического цикла проектируемого холодильника, работающего на озонобезопасном холодильном агенте R600a

Параметры точки 5 (Р_о, v₅, i₅, S₅) находятся по заданной температуре кипения t_о для насыщенного пара R600а.

Термодинамические характеристики точки 8 (Р_к, v₈, i₈, S₈), соответствующей началу процесса конденсации, определяются по заданной температуре конденсации t_к для насыщенного пара хладагента. Параметры точки 9 (Р_к, v₉, i₉, S₉) выбираются также по температуре t_к, но для жидкой фазы хладагента.

Термодинамические параметры точки 3 (Р₃, v₃, i₃, S₃) определяются по заданной температуре t₃=t_ос для насыщенной жидкости.

Термодинамические характеристики точки 1, соответствующей началу процесса дросселирования и находящейся в области переохлажденной жидкости (v₁, i₁, S₁), определяются по заданной температуре переохлаждения t₁ = t_п для жидкой фазы хладагента. В случае, если температура t_п не задана, ее значение рассчитывается из соотношения:

t₁ = t_к - (2 … 4) ^оС

Так как точка 1 располагается в зоне переохлажденной жидкости, давление хладагента не соответствует давлению насыщения при температуре t₁ и вычисляется в зависимости от давления Р_к:

Р₁ = Р_к - (0,03 - 0,05)×10⁵ Па.

Основные параметры точек 6 и 7, соответствующих процессу изоэнтропического сжатия, определяются из термодинамических свойств перегретых паров хладагента. Все характеристики состояния рабочего вещества в данной таблице определяются по двум исходным параметрам, одним из которых является давления, а вторым - температура перегрева или другой известный показатель.

Значения удельного объема, энтальпии и энтропии перегретых паров в точке 6 (v₆ , i₆, S₆) определяются по давлению Р_о и температуре перегрева t_пр = t₆. Термодинамические параметры точки 7, соответствующей окончанию процесса сжатия в цилиндре компрессора, по давлению Р_к. Вторым исходным параметром является энтропия, которая в изоэнтропическом процессе постоянна: S₇ = S₆. В случае, если величина S₇ не совпадает с табличными, по двум ближайшим табличным значениям энтропии методом линейной интерполяции рассчитывается температура перегрева t₇, а затем удельный объем v₇ и энтальпия i₇.

Точки 4 и 2 цикла холодильного агрегата соответствуют процессу дросселирования, который сопровождается образованием некоторого количества паров хладагента. Данные точки расположены на диаграмме в области парожидкостной смеси холодильного агента. Температура и энтальпия хладагента в точке 4 (t₄, i₄) рассчитывается из уравнения теплового баланса регенеративного теплообменника:

 

 

 

 

 

где С_(3-4), С_(5-6) - средняя удельная теплоемкость хладагента соответственно в капиллярной трубке и всасывающем трубопроводе;

Значения удельной теплоемкости в точке 3 находится по температуре t_ос, в точках 5 и 6 - по температурам t_о и t_пр. Удельная теплоемкость в точке 4 задается в зависимости от температуры окружающей среды следующим образом:

при t_ос=20^оС удельная теплоемкость С₄ выбирается по температуре -15^оС,

при t_ос=25^оС удельная теплоемкость С₄ выбирается по температуре -13^оС,

при t_ос=32^оС удельная теплоемкость С₄ выбирается по температуре -10^оС,

при t_ос=43^оС удельная теплоемкость С₄ выбирается по температуре -5^оС.

По рассчитанному значению температуры t₄ определяется давление Р₄. Массовое расходное паросодержание в точке 4 (Х₄) вычисляется из соотношения:

 

 

где i₄', i₄'' - энтальпия жидкой и паровой фазы хладагента при температуре t₄.

Значения удельного объема и энтропии вычисляются с помощью табличных данных и паросодержания Х₄:

 

 

 

 

 

 

 

где v₄', v₄'' - удельный объем жидкого и парообразного хладагента при температуре t₄;

S₄', S₄'' - энтропия жидкого и парообразного хладагента при температуре t₄.

В точке 2 цикла холодильного агрегата заданы значения температуры хладагента t₂ = t_о, давления Р₂ = Р_о и известно значение энтальпии i₂=i₄, т.к. процесс дросселирования 4 - 2 является изоэнтальпическим. Массовое расходное паросодержание Х₂ вычисляется из соотношения:

 

где i₂', i₂'' - энтальпия жидкой и паровой фазы хладагента при температуре t₂ = t_о.

Значения удельного объема и энтропии рассчитываются по табличным данным и паросодержания Х₂:

 

 

 

 

 

 

где v₂', v₂'' - удельный объем жидкой и паровой фазы хладагента при температуре t_о;

S₂', S₂'' - энтропия жидкого и парообразного хладагента при температуре t_о.

 

ХК	t,	P,	v,	i,	S,
	-10	1,090	0,3309	542,13	2,3020
		1,090	0,3902	610,88	2,5540
	92,25	7,814	0,0594	706,84	2,5540
		7,814	0,0511	629,76	2,3434
		7,814	0,001948	333,98	1,4420
		7,714	0,001834	275,28	1,2587
		4,314	0,001834	275,28	1,2587
		1,693	0,0029	206,53	1,0237
	-10	1,090	0,0293	206,53	1,0331

 

МК	t,	P,	v,	i,	S,
	-20	0,728	0,4819	528,78	2,3059
		0,728	0,5895	612,10	2,6045
	98,95	7,814	0,0610	721,09	2,6045
		7,814	0,0511	629,76	2,3434
		7,814	0,001948	333,98	1,4420
		7,714	0,001834	275,28	1,2587
		4,314	0,001834	275,28	1,2587
	-5	1,316	0,0042	191,96	0,9705
	-20	0,728	0,0473	191,96	0,9716