Осы тақырыпқа арналған материал бекітуіне міндеттер. Міндет 1.1. Есептеу және алынған көрсеткіштер бойынша координаталарда жылу жұмысқа қабілеттілік коэффициент өзгерту

Міндет 1.1. Есептеу және алынған көрсеткіштер бойынша координаталарда жылу жұмысқа қабілеттілік коэффициент өзгерту графигін салу аралықта Т температурасының тәуелділігінде от °° дан 0 К дейін. Қоршаған орталары температураның артынан Т_ос = 293 К алу. Есеп-қисабына арналған келесі мағыналарымен сәйкес Т =10⁶; 10⁵; 10⁴; 5*10³; 3*10³; 10³; 800; 600; 400; 200; 150; 100; 50; 30; 10; 5; 3; 2; 1; 0,1 К келетін берілу.

Міндет 1.2. Қаншаға рет суық меншікті эксергиясы, алынғандылардың, нормалы температурасында сұйық гелий көбірек меншікті суық эксергиясын, алынғанды нормалы температура жанында: а) сұйық сутегінің ; б ) сұйық оттектің ; в) сұйық аммиактың анықтау .

Міндет 1.3. Жүйенің жылу және электрлік балансын құрастыру, -20° температура жанында суық өндіретін Qq =25 кВт санында, және оның ПӘК-ты анықтау егер белгілі, не тұтынылушы қуаттылығы N=12,5 кВт . Жүйеден энергия Q_T жылу түрінде жұмысқа қабілеттілік коэффициентімен = 0,032 кетеді.

Міндет 1.4. Қандай бейнемен және қаншалықты хладонның R-12 меншікті эксергиясы өзгереді, қайсы р =0,15 МПа р қысымы жанында тоңазытқыш қондырғылар буландырғышында кешіп өтеді сұйық күй-жағдайдан бу құрғақ қанған күй-жағдайға анықтау.

Міндет 1.5. Эксергия (жұмыстың) қандай саны идеалды процесте ауаға әкелу керек, 0,5 МПа қысым жанында үшін газ тәрізді күй-жағдайдан оның ауыстыру Т =293 жанында екі фазалы күй-жағдай буға — сұйықтық ұстаумен 80% сұйықтық анықтау.

Міндет 1.6. Қаншаға жылусорғышта идеалды циклде жұмыс азаяды, 80° деңгейде жылу өндіретін, егер жылуберігіштің температурасы өзгерсе 293 дан 303 К дейін анықтау.

Міндет 1.7. Есептеуі жанында суық жұмысқа қабілеттілік коэффициентін мінез-құлық және қатені. Анықтау, жылу изотермиялықсыз әкету жанында, егер нақты процес ұзындыққа ауыстырылса (сурет .1.1 қара) келесі шарттар жанында: а ) Т_н1 = 90 К, Т_н2 = 80 К; б) T_H1= 30 К, Т_н2 =20 К; в) Т_Н1 = 14 К; Т_н2 = 4 К. Үшеу оқиға барлықтарының Т_ос = 293 К қабыл алу .

2 ТАҚЫРЫП. БУ-СҰЙЫҚТЫҚ КОМПРЕССОРЛЫҚ ЖЫЛУ ТРАНСФОРМАТОРЛАРЫ (ТОҢАЗЫТҚЫШ ЖӘНЕ ЖЫЛУСОРҒЫШ ҚОНДЫРҒЫЛАР)

Сабақ мақсаты: Бусұықтық компрессиондық жылу трансформаторларының негізгі термодинамикалық мінездемелері анықтау білу, жұмысшы агент параметрлерінің негізінде схемада мінездемелілерді нүктелерін, айқындардың сәйкес Т_s- диаграммаға.

Сабақ мазмұны: аппараттардың жылу жүктемелер, компрессор қуаттылығын, тоңазытқыш коэффициентін, трансформация коэффициентін және қондырғының эксергетикалық ПӘК анықтама.

Үлгі 2.1. Келесі шарттарға арналған аммиак тоңазытқыш қондырғының асасалқындатқыштың жылу жүктемені анықтау: есеп айыратын суық өнімділік Q_Q =116,3 кВт; булану температурасы t₀ = -10 °С, кондесация температурасы t_к = 40°С; конденсация температурасы салыстырмалы хладагент суылады t_п = 30 °С.

Шешім. Аммиакқа арналған - диаграммадан оның температура және энтальпияны асасалқындатқыштан кейін анықтаймыз :

t_n = t_к- ∆t_п = 40 - 30 - 10°С; h_n = 467 кДж/кг

Салқындатқыштың меншікті жүктеме

q_n = h _K - h _п = 612 - 467 = 145 кДж/кг

Қондырғының меншікті суық өнімділігі

q₀ = h ₁ - h _п = 1670 - 467 = 1203 кДж/кг

Хладагентінің массалық шығыны

G= Q_o/q₀= 116.3/1203 =0,096 кг/с

Салқындатқыштың жылу жүктеме

Q_п=q_п*G=145* 0,096 = 14 кДж/с

Үлгі 2.2. Суық өңдіруіне электр энергиясының меншікті шығын, тоңазытқыш коэффициент және қондырғына суық өнімділікпен Q₀ = 2,93 кДж/с эксергетикалық ПӘК анықтау. Суық өндіреді t_н= - 40 °С боынша; идеалды компрессордың қуаттылығы N_в = 1,5 кВт. Компрессордың ішкі адиабаттық және электромеханикалық ПӘК сәйкесті бірдей:

Шешім. Электрэнергияның меншікті шығыны

Қондырғының тоңазытқыш коэффициенті:

Идеалды циклінде электрэнергияның меншікті шығыны:

Қондырғының эксергетикалық ПӘК:

η_в = Э_н*ε = Э_н/Э_х = 0,26/0,753 = 0,346

Үлгі 2.3.Келесі шарттарға арналған аммиак бірсатылы компрессиондық тоңазытқыш қондырғының схемасын есептеу: суық өнімділік Q₀ = 17,45 кВт; буландырғышқа кіру суықтасымалдауыштың температурасы t_Hl = -15 °С, буландырғыштан шығу температурасы t_H2 = - 22°С; конденсаторға кіру суытатын судың температурасы t_B2 = +20 °С, конденсатордан шығу t_Bl=25 °С. Салқындатқышсыз жұмыс істейтін қондырғы. Қондырғының схемасы 2.1. суретінде берілген.

Есеп-қисап нәтижесінде қажетті мінездемелілерді нүктелер схемада параметрлерін, аппараттардың жылу жүктемелер, компрессор қуаттылығын, тоңазытқыш коэффициентін, трансформация коэффициентін және қондырғының эксергетикалық ПӘК анықтама.

Шешім.Буландырғышта температуралардың ең аз айырымымен сұраулар қоя ∆t_и= t_н2– t₀, булану есеп айыратын температурасын анықтаймыз (сурет 28)

Сурет 28. Бусұйықтық компрессиондық қондырғының схемасы және Т, s-диаграммада процесі

Сурет 29. Ағындардың температура өзгеруі графиктер:

а - буландырғышта; б – конденсаторда

to = t_н2– ∆t_и = -22 - 3 = -25 °С

Конденсаторда температуралардың ең аз айырымы қабылдай t_K =t_к- t_в1= 5 °C, конденсация есеп айыратын температурасын анықтаймыз

t_к= t_в1+∆t_K = 25 + 5 =30 °С

Т, s –диаграмма бойынша немесе аммиакқа арналған термодинамикалық кестелермен схемада келесі өзіндік нүктелерінде жұмысшы агенттінің параметрлерін табамыз:

1) нүкте1: t₁= t₀= -25⁰C; Р₁=0,15 МПа; ; h₁=1661 кДж/кг;

2) нүкте 2^/: Р₂=1,2 МПа; ;

3) нүкте 3: t₃=30 ⁰C; Р₃=1,2 МПа; h₃=562 кДж/кг;

4) нүкте 4: t₄= - 25 ⁰C; Р₄=0,15 МПа; h₄=562 кДж/кг

Буландырғыштың меншікті жылу жүктемесі

q₀= h₁- h₄=1652-562=1090 кДж/кг

Жұмыс агенттің массалық шығыны

Компрессордың электромеханикалық және ішкі ПӘК сәйкестік _эм = 0,9 және _i = 0,8, қабылдағанда компрессордан шығу кезінде жұмысшы агентінің энтальпиясын анықтаймыз

Компрессордың меншікті ішкі жұмысы:

Конденсатордың меншікті жылу жүктемесі

q_к= h₂- h₃=2040-562=1478 кДж/кг

Компрессордың сыртқы салқындатқыш болмаса қондырғының энергетикалық балансі

q=l_в+q₀=q_к

388+1090=1478 кДж/кг

с.қ. баланс сақтанады.

Компрессордың көлем өнімділігі:

V₀=GV₁=57,7*0,78=45 м³/ч=0,0125 м³/с

Конденсатордың есеп-қисап жылу жүктемесі

Q_к=q_кG=0,016*1478= 23,7 кДж/с

Компрессордың меншікті жүмыс

кДж/кг

бойынша суық өндірілетін бірлігіне электрэнергияның меншікті шығыны:

Компрессордың электрлік құаттылығы:

N_э= =432·0,016=6,92 кВт

Кондырғының тоңазытқыш коэффициенті:

Суық жұмыс қабілеттілік коэффициентін анықтау үшін суықтасымалдауыштың орта температурасын анықтаймыз

Суық жұмыс қабілеттілік коэффициенті

Сонымен Э_н= - , идеалды циклінде электроэнергияның меншікті шығыны былай тең 0,153.

Суытатын қондырғының ПӘК буландырғышта (суықтасымалдауш бойынша) есепке алуымен эксергияның шығындары:

Үлгі 2.4.Бірсатылықбукомпрессиондықжылу сорғыштыңсхемасын жылуөнімділікпен (сурет 2.3.) есептеу. Ретінде қайнар аласа потенциал жылулары буландырғышқа кіруде температурамен өзен су қолданылады және шығуда одан . Буландырғышқа кіруде су температурасы , ал конденсатордан шығуда . Қондырғыда жұмысшы агент – хладон R -21.

Шешім.Буландырғышта температураның ақырғы айырымымен кабылдаганда , конденсация температурасын табамыз:

Конденсаторда температураның ақырғы айырымымен кабылдаганда , буланудың температурасын анықтаймыз:

Сурет 30. Бірсатылық букомпрессиондық жылу сорғыштың схемасы

T-s диаграмманы пайдалану, схеманың келесі өзіндік нүктелерінде жұмысшы агенттінің параметрлерін табамыз:

Нүкте 1: ; ;

Нүкте 2: ; ;

Нүкте 3: ; ;

Нүкте 4: ; ;

Нүкте 5: ; ;

Компрессордың ішкі адиабаттық ПӘК бойынша, компрессордан шығу кезінде жумысшы агенттің энтальпиясы

Компрессордың ішкі жұмысы:

Буландырғыштың меншікті жылу жүктемесі:

Энергетикалық баланс:

Жұмысшы агенттің массалық шығыны:

Компрессордың көлем өнімділігі:

Буландырғыштың есеп-қисап жылу жүктемесі:

Салқындатқыштың есеп-қисап жылу жүктемесі:

Компрессордың электрмеханикалық ПӘК кабылдағанда, компрессордың меншікті жумысын анықтаймыз:

Жылу өндірілетін бірлігіне электрэнергияның меншікті шығыны:

Компрессордың электр құаттылығы:

Трансформаттау коэффициенті:

Төментемпературалық жылуқабылдағыштың орта температурасы:

Алынған жылудың орта температурасы:

Потенциалмен жылу жұмыс кабілеттік коэффициенті:

Жылусорғыш қондырғының пайдалы әрекет коэффициенті

Үлгі 2.5. Жылусорғыштық кондырғыны қолдану жанында жылытуға арналған қазандық орнына отының үнемділігін анықтау. Жылу жүктемесі Q_B = 11 600 кВт (41,9 ГДж/ч) беруші құбырда судың температурасы = 80 °С. Жылу сорғыштың трансформаттау коэффициенті = 3; электр тораптарының ПӘК = 0,95; қазандықтың ПӘК 0,85.