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

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

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

Термодинамические параметры точки 3 (Р3, v3, i3, S3) определяются по заданной температуре t3=tос 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 = tп для жидкой фазы хладагента. В случае, если температура tп не задана, ее значение рассчитывается из соотношения:

t1 = tк - (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 Рк:

Р1 = Рк - (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 Ро и температуре перегрева tпр = t6. Термодинамические параметры точки 7, соответствующей окончанию процесса сжатия в цилиндре компрессора, по давлению Рк. 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 tос, в точках 5 и 6 - по температурам tо и tпр. Удельная теплоемкость в точке 4 задается в зависимости от температуры окружающей среды следующим образом:

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

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

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

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

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 = tо, давления Р2 = Ро 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 = tо.

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

 

 

 

 

 

 

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

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

 

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