Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” icon

Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки”




Скачати 271.18 Kb.
НазваМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки”
Дата31.07.2012
Розмір271.18 Kb.
ТипДокументи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


2513 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять

з дисципліни “Теплофізичні основи

низькотемпературної техніки”

для студентів денної форми навчання напряму підготовки

6.050604 "Енергомашинобудування",

спеціальності 090520 “Холодильні машини і установки”


Суми

Видавництво СумДУ

2009

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


До друку та в світ

дозволяю на підставі

"Єдиних правил", п. 2.6.14


Заступник першого проректора -

начальник організаційно -

методичного управління В.Б. Юскаєв


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять

з дисципліни “Теплофізичні основи

низькотемпературної техніки”

для студентів денної форми навчання напряму підготовки

6.050604 "Енергомашинобудування",

спеціальності 090520 “Холодильні машини і установки”


Усі цитати, цифровий,

фактичний матеріал

і бібліографічні

відомості перевірені,

запис одиниць

відповідає стандартам


Укладачі: В.М. Арсеньєв

Ю.М. Вертепов

Відповідальній за випуск С.М. Ванєєв

В.о. декана інженерного факультету О.Г. Гусак


Суми

Видавництво СумДУ

2009


Навчальне видання


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять

з дисципліни “Теплофізичні основи

низькотемпературної техніки”

для студентів денної форми навчання напряму підготовки

6.050604 "Енергомашинобудування",

спеціальності 090520 “Холодильні машини і установки”


Відповідальній за випуск С.М. Ванєєв

Редактор М.Я. Сагун

Комп’ютерне верстання О.В. Казбан


Підп. до друку 12.01. 2009, поз.

Формат 6084/16. Папір офс. Гарнітура Times New Roman Cyr.Друк офс.

Ум. друк. арк. 1,63 Обл.-вид. арк. 1,15

Тираж 40 пр. Собівартість вид.

Зам. №


Видавництво СумДУ при Сумському державному університеті

40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2

Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру

ДК № 3062 від 17.12.2007.

Надруковано у друкарні СумДУ

40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2.


Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки для студентів денної форми навчання напряму підготовки 6.050604 «Енергомашинобудування», спеціальності 090520 "Холодильні машини і установки"/ Укладачі: В.М. Арсеньєв, Ю.М. Вертепов. - Суми: Вид-во СумДУ, 2009.- 28с.


^ КАФЕДРА ТЕХНІЧНОЇ ТЕПЛОФІЗИКИ


Дані методичні вказівки призначені для закріплення студентами теоретичних знань, одержаних під час вивчення різних розділів курсу "Теплофізичні основи низькотемпературної техніки", і набуття практичних навичок під час розрахунку циклів парокомпресійних холодильних машин і теплових насосів, а також повітряних холодильних машин.

Під час виконання завдань необхідно дотримуватися таких рекомендацій:

– чітко формулювати початкові дані і мету розв’язання;

– супроводжувати алгоритм розв’язання коротким текстом пояснення, в якому зазначати назви і розмірність величин, які визначаються;

– проводити розв’язання в одній системі одиниць вимірювання (СІ).


^ 1 ЦИКЛИ ОДНОСТУПЕНЕВИХ ПАРОКОМПРЕСІЙНИХ ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН


Задача 1.1

Одноступенева парокомпресійна холодильна машина працює на R717 за циклом із зовнішнім переохолодженням конденсату на 5К і з параметрами to = -20оС, tк = 30оС, t1 = 5оС. У випарнику охолоджується розсіл на 4 К у кількості 15 м3/год з густиною 1120 кг/м3 і теплоємністю 4300 Дж/(кгК). Визначити теплопередавальну поверхню випарника, якщо коефіцієнт теплопередачі становить 300 Вт/(м2К). Температура розсолу на вході -11оС. Використовувати і-р - діаграму для R717
(Додатки Д і Е).


Задача 1.2

Парокомпресійна холодильна машина працює на R717. Температура пари на вході в конденсатор дорівнює 127оС, тиск 1,25 МПа. Конденсат переохолоджується на 10К. Холодопродуктивність становить 120 кВт при to = -20оС і tвс = 0оС.

Визначити потужність компресора і об’ємну витрату води через конденсатор при її нагріванні на 5К. Використовувати і-р -діаграму для R717.

3

Задача 1.3

У компресор парокомпресійної холодильної машини надходять пари R717 при tвс = -18оС і тиску всмоктування
1,2 кгс/см2. Ступінь підвищення тиску в компресорі складає 8,5. Конденсат переохолоджується на 10К. Масова витрата холодоагенту 0,115 кг/с.

Визначити холодопродуктивність машини і об’ємну продуктивність компресора за умови всмоктування. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 1.4

Одноступенева холодильна машина працює на R717 за циклом із зовнішнім переохолодженням конденсату на 5оС, з параметрами to = -20оС, tк = 30оС, t1 = 5оС. У випарнику охолоджується розсіл на 4 К у кількості 15 м3/год з густиною 1120 кг/м3, ср = 4,3 Дж/(кгК).

Визначити тепловий потік в конденсаторі, що передається середовищем, що охолоджується.


Задача 1.5

Одноступенева холодильна машина працює на R717 за циклом to = -15оС, tк = 30оС, tвс = 0оС, переохолодження конденсату становить 10К, масова витрата дорівнює 0,06 кг/с.

Визначити холодопродуктивність машини, теоретичну потужність компресора і холодильний коефіцієнт. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 1.6

Одноступенева холодильна машина працює на R717 за циклом із зовнішнім переохолодженням конденсату на 5оС і з параметрами to = -20оС, tк = 30оС, t1 = 5оС. У випарнику охолоджується розсіл на 4оС у кількості 15 м3/год з густиною 1120 кг/м3 і теплоємністю 4300 Дж/(кгК).

Визначити теплопередавальну поверхню випарника, якщо коефіцієнт теплопередачі становить 300Вт/(м2К). Використовувати і-р - діаграму для R717.


4


Задача 1.7

Температура кінця стиснення R717 в компресорі холодильної машини t2 = 127оС при тиску 1,25 МПа. При
to = -20оС і tвс = -5оС холодопродуктивність становить 120 кВт.

Визначити теоретичну потужність, теплоту, що відводиться в конденсаторі, і масову витрату води, необхідну для охолодження конденсатора, якщо вода в ньому нагрівається на 5оС. Теплоємність води 4,19 кДж/(кгК). Використовувати і-р -діаграму для R717.


Задача 1.8

У компресор холодильної машини надходять пари R717 при tвс = -18оС і тиску ро=0,12 МПа. Ступінь підвищення тиску у компресорі 8,5. Масова витрата R717 в холодильній машині Ма=0,115 кг/с. Визначити холодопродуктивність машини, теплоту, що відводиться в конденсаторі, і теоретичну потужність. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 1.9

Холодильна машина працює на R134а за циклом із регенеративним теплообмінником і параметрами to = -10оС,
tк = 30оС, t1 = 20оС. Стан холодоагенту на виході із випарника – суха насичена пара. Випарник працює на одержання водяного льоду у кількості 360 кг/год із води з постійною температурою 8оС, теплота кристалізації 1 кг води становить 340 кДж. Визначити витрату охолоджувальної води через конденсатор холодильної машини. Нагрівання води становить 4оС. Використовувати і-р - діаграму для R134а.


Задача 1.10

Одноступенева парокомпресійна холодильна машина працює на R134а за циклом з регенеративним теплообмінником. У випарнику охолоджується вода від 26оС до 10оС. Конденсатор з повітряним охолодженням. Параметри циклу: to = 0оС, tвс= 18оС, tк = 40оС, t4 = 35оС. Температура повітря на вході в конденсатор 30оС, на виході 35оС, масова витрата повітря 2,56 кг/с.

Визначити масову витрату води, що охолоджується у випарнику. Використовувати і-р - діаграму для R134а.

5

Задача 1.11

Парокомпресійна холодильна машина працює на R22 за одноступеневим циклом з регенеративним теплообмінником і призначена для охолодження 300 літрів молока протягом
1,5 години від температури 32оС до 4оС. Параметри циклу:
to = 0оС, tк = 30оС, t1= 20оС, t4 = tк - 5оС.

Визначити повне теплове навантаження на регенеративний теплообмінник. Густина молока 900 кг/м3, теплоємність
4,1 кДж/(кгК). Використовувати і-р діаграму для R22.


Задача 1.12

Теплове навантаження на випарник парокомпресійної холодильної машини, що працює на R134а, дорівнює 22 кВт. Параметри циклу to = -10оС, tвс= 10оС, tк = 35оС, температура парів холодоагенту на вході в регенеративний теплообмінник становить 0оС. Визначити об’ємну витрату повітря через конденсатор при його нагріванні на 3К. Використовувати і-р - діаграму для R134а (додаток Б).


Задача 1.13

Одноступенева парокомпресійна холодильна машина працює на R134а за середньотемпературним стандартним циклом. Визначити температуру кипіння холодоагенту у випарнику, при якій = 0. Відносна величина мертвого простору дорівнює 6%, показник політропи розширення дорівнює 1,1. Використовувати і-р - діаграму для R134а.


Задача 1.14

Одноступенева парокомпресійна холодильна машина працює на R22 за середньотемпературним стандартним циклом. Компресор містить 4 циліндри діаметром 86 мм, хід поршня
56 мм, частота обертання вала 1450 об/хв. Коефіцієнт подачі компресора на зазначеному режимі становить 0,76.

Визначити дійсний холодильний коефіцієнт циклу і холодопродуктивність машини. Використовувати і-р - діаграму для R22 (додаток В).


6

Задача 1.15

Одноступенева парокомпресійна холодильна машина працює на R22 за циклом з регенеративним теплообмінником з параметрами to = -20оС, tк = 35оС, t1 = 10оС, холодоагент, що виходить із випарника, перегрітий на 20оС, = 5 кВт. Визначити споживчу потужність компресора (індикаторний ККД необхідно обчислити). Використовувати і-р - діаграму для R22.


Задача 1.16

Одноступенева парокомпресійна холодильна машина працює на R22 за стандартним середньотемпературним циклом з регенеративним теплообмінником і має холодопродуктивність
32 кВт. Визначити, як зміниться об’ємна продуктивність компресора, якщо температура кипіння холодоагенту знизиться на 10 оС, а всі інші температури у вузлових точках зберігають свої значення. Використовувати і-р - діаграму для R22.


Задача 1.17

Холодильна машина працює на R22 за циклом з регенеративним теплообмінником з параметрами to = -10оС,
tк = 30оС, t1 = 20оС. Стан холодоагенту на виході із випарника – суха насичена пара. Випарник працює на одержання водяного льоду у кількості 360 кг/год із води з постійною температурою 10оС, rльоду = 340 кДж/кг.

Визначити витрату охолоджувальної води через конденсатор, якщо її нагрівання в конденсаторі становить 4 оС.


Задача 1.18

Масова витрата повітря, необхідного для відведення теплоти від конденсатора холодильної машини, дорівнює
2,56 кг/с. Машина працює на R134а за циклом to = 0оС, tвс = 18оС,
tк = 40оС.

Визначити масову витрату води, що охолоджується у випарнику від t1 = 26оС до t2 = 10оС. Теплоємність повітря взяти 1,01 кДж/(кгК), води - 4,18 кДж/(кгК). Температура повітря на вході в конденсатор 30оС, на виході 35оС. Використовувати і-р - діаграму для R134а.

7

Задача 1.19

Холодильна машина, що працює на R22 за циклом з регенеративним теплообмінником, характеризується таким режимом: температура кипіння холодоагенту дорівнює -20оС, температура конденсації 30оС, температура на виході із випарника 0оС, температура всмоктування в компресор 10оС. Теплове навантаження на регенеративний теплообмінник становить 5 кВт.

Визначити теоретичну потужність компресора. Використовувати і-р - діаграму для R22.


Задача 1.20

Теплове навантаження на випарник холодильної машини, що працює на R134а, дорівнює Qо = 1,2 кВт. Машина працює за циклом to = -10оС, tвс = 10оС, tк = 35оС. Визначити кількість повітря, що продувається через конденсатор, якщо повітря в ньому підігрівається на 3оС, і теоретичну потужність двигуна компресора. Використовувати і-р - діаграму для R134а.


^ 2 ЦИКЛИ БАГАТОСТУПЕНЕВИХ

ПАРОКОМПРЕСІЙНИХ ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН


Задача 2.1

Двоступенева аміачна холодильна машина з неповним проміжним охолодженням і однократним дроселюванням має холодопродуктивність Qо = 80 кВт і коефіцієнти подачі в ступені низького тиску 1=0,64, в ступені високого тиску - 1=0,59. Температури: конденсації tк = 30оС, переохолодження , всмоктування tвс = -15оС, кипіння у випарнику to = -30оС.

Знайти теплове навантаження на конденсатор, теоретичну продуктивність ступенів стиснення і виграш в роботі стиснення у порівнянні з одноступеневим стисненням. Використовувати і-р - діаграму для R717.

8


Задача 2.2

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з неповним проміжним охолодженням за умов:
to = -40оС, tк = 20оС, t1 = 10оС, t3 = 20оС, Qк = 30 кВт.

Визначити потужність компресора 1-го ступеня, беручи ефективний ККД е1 = 0,6. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 2.3

Двоступенева аміачна холодильна машина з однократним дроселюванням працює за циклом з неповним проміжним охолодженням на температурному режимі to = -40оС, tк = 30оС,
tвс = -20оС з холодопродуктивністю Qо = 18 кВт. Температура пари на виході проміжного холодильника після ступеня низького тиску дорівнює = 30оС, недорекуперація при охолодженні рідкого аміаку у змійовику промсосуда = 5оС.

Знайти температуру пари аміаку на вході в ступінь високого тиску, потужності адіабатного стиснення в ступенях, теоретичний холодильний коефіцієнт і теплове навантаження на конденсатор і проміжний холодильник. Використовувати і-р –діаграму для R717.


Задача 2.4

Викласти алгоритм визначення об’ємної продуктивності компресора 1-го ступеня двоступеневої холодильної машини, що працює на R134а, якщо відомо to, tк, t1, t3 і тепловий потік, що передається у рідкісному теплообміннику.


Задача 2.5

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням, змійовиком у промсосуді і теплообмінником після КМ1. Визначити холодильний коефіцієнт циклу за умов: to = -40оС, tк = 35оС = t3;

t1 = -30оС; = 3,4; = 0,75. Використовувати
і-р - діаграму для R717.

9

Задача 2.6

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням і зі змійовиком у промсосуді без теплообмінника після першого ступеня стиснення.

Визначити витрату води, що подається на конденсатор за умови: об’ємна продуктивність компресора 2-го ступеня у три рази менша, ніж для першого ступеня; температура кипіння холодоагенту
to = -40оС, перегрівання пари на всмоктуванні КМ1 становить 10К. Ступінь сухості пари, дросельованої у промсосуд, становить 0,16; температура рідини в промсосуді 263К; нагрівання води в конденсаторі 5К. Для КМ2 можна взяти е = 0,73; мех = 0,96; для КМ1 оі = 0,77; Qо = 20 кВт (не використовувати рівняння ). Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 2.7

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням і зі змійовиком у промсосуді.

Визначити тиск конденсації за наступних умов (без використання ): відношення об’ємної продуктивності першого ступеня до другого дорівнює 3,37; to = -40оС; tпр = -7оС;
t1 = -30оС, ентальпія холодоагенту на виході зі змійовика дорівнює
415 кДж/кг. Теплообмінник після компресора першого ступеня відсутній, адіабатний ККД компресора 1-го ступеня дорівнює 0,77, а адіабатна потужність 3,4 кВт. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 2.8

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням і зі змійовиком у промсосуді.

Визначити тепловий потік, що відводиться в конденсаторі, за умов tк = 35оС; tпр = -7оС; t3 = tк, температура холодоагенту в змійовику знижується на 33К. Змійовик виконаний із труби
dз = 20мм довжиною 3,2 м. Коефіцієнт теплопередачі змійовика становить 0,8 кВт/(м2К). Відносний внутрішній ККД компресора 2-го ступеня дорівнює 0,8. Використовувати і-р - діаграму для R717.

10

Задача 2.9

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням і зі змійовиком у промсосуді.

Визначити об’ємну витрату води на конденсатор за умов:
рк = 13,5 бар; tпр = -7оС, температура холодоагенту перед дроселюванням у випарник на 5оС вища, ніж температура рідини у промсосуді. Теплопередавальна поверхня змійовика 0,3 м2, коефіцієнт теплопередачі для змійовика 1100 Вт/(м2К). Нагрівання води у конденсаторі 4К. Температура холодоагенту після теплообмінника дорівнює tк. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 2.10

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням і зі змійовиком у промсосуді.

Визначити об’ємну витрату холодоагенту на всмоктуванні у другому ступені компресора за умов рпр = 0,316 МПа, tк = 35оС, температура на виході зі змійовика (-2оС), температура холодоагенту перед барботажем 35оС. Теплопередавальна поверхня змійовика 0,2 м2, коефіцієнт теплопередачі для змійовика 800 Вт/(м2К). Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 2.11

Двоступенева холодильна машина працює на R134а за циклом з теплообмінниками.

Визначити температуру холодоагенту на всмоктуванні в компресор 2-го ступеня за умов: to = -40оС, tк = 35оС, t1 = 0оС, = 2,1. Конденсат в парорідинному теплообміннику охолоджується на 18К, пара, що виходить із випарника, – суха насичена. Використовувати і-р - діаграму для R134а.


11

Задача 2.12

Двоступенева холодильна машина працює на R22 за циклом з теплообмінниками.

Визначити температуру холодоагенту (конденсату) на виході із парорідинного теплообмінника за умов: to = -30оС,
tк = 30оС, t1 = 0оС, t3 = tк, температура конденсату після рідинного теплообмінника на 5оС вища tпр. Стан холодоагенту на виході із випарника – суха насичена пара. Використовувати і-р - діаграму для R22.


Задача 2.13

Двоступенева холодильна машина працює на R22 за циклом з теплообмінниками.

Визначити холодильний коефіцієнт циклу за умов:
to = -40оС, tк = 35оС, t1 = 0оС, = 2,9; t3 = tк, температура рідини перед дросельними вентилями на 5К вища, ніж температура пари, що подається на змішування перед КМ2; адіабатні ККД компресорів однакові і дорівнюють 0,77. Використовувати і-р - діаграму для R22.


Задача 2.14

Двоступенева холодильна машина працює на R134а за циклом з теплообмінниками.

Визначити витрату води через конденсатор за умов:
to = -30оС, tк = 30оС, t1 = 5оС, = 0,2 м3/хв, конденсат у парорідинному теплообміннику охолоджується на 12оС, із випарника виходить суха насичена пара, нагрівання води в конденсаторі дорівнює 5К; = 0,81. Використовувати і-р – діаграму для R134а.


12

Задача 2.15

Двоступенева холодильна машина працює за циклом з теплообмінниками на R134а за умов: to = -40оС, tк = 30оС,
t1 = 0оС, t3 = tк, = 0,5 м3/хв., конденсат у парорідинному теплообміннику охолоджується на 10К, із випарника виходить пара з температурою -30оС, для КМ1 дорівнює 0,8.

Визначити витрату охолоджувальної води через теплообмінник, якщо її нагрівання становить 4К. Використовувати і-р - діаграму для R134а.


Задача 2.16

Двоступенева холодильна машина працює на R134а за циклом з теплообмінниками за умов: to = -40оС, tк = 30оС,
t1 = 10оС, t3 = tк, QТ = 5 кВт. Переохолодження рідини у ТПР і недорекуперація у ТР становить 5К.

Визначити повне теплове навантаження на рідинний теплообмінник. Використовувати і-р - діаграму для R12.


Задача 2.17

Двоступенева фреонова холодильна машина з однократним дроселюванням і стисненням у гвинтовому компресорі працює на хладоні R22 за системою "економайзер" з неповним проміжним охолодженням на температурному режимі to = -35оС, tк = 30оС,
tвс = 0оС, з тепловим навантаженням на випарник Qо = 30 кВт. Недорекуперація на холодному кінці теплообмінника
Т7 – Тпр = 5оС.

Знайти масові продуктивності ступенів і потужності адіабатного стиснення в них, температуру пари холодоагенту на вході в ступінь високого тиску, теплове навантаження на конденсатор і теоретичний холодильний коефіцієнт. Використовувати і-р - діаграму для R22.


13

Задача 2.18

Двоступенева фреонова холодильна машина на хладоні R22 з двократним дроселюванням і неповним проміжним охолодженням холодопродуктивністю Qо = 30 кВт працює на температурному режимі: tк = 30оС, to = -40оС, tвс = -5оС,
tП = tк - 5оС. Температура пари на виході проміжного холодильника після ступеня низького тиску дорівнює = 30оС. Знайти температуру пари на вході в ступінь високого тиску, потужності адіабатного стиснення в ступенях, теплове навантаження на конденсатор і проміжний холодильник і теоретичний холодильний коефіцієнт. Використовувати і-р - діаграму для R22.


Задача 2.19

Двоступенева фреонова холодильна машина з двократним дроселюванням і повним проміжним охолодженням працює на хладоні R22 при тепловому навантаженні на випарник
Qо = 25 кВт на температурному режимі: to = -35оС, tк = 30оС,
tвс = -10оС, tП = tк - 5оС. Температура пари на виході проміжного холодильника після ступеня низького тиску дорівнює = 30оС.

Знайти масову витрату рідини, що витікає в промсосуді, і масову витрату пари холодоагенту в ступенях стиснення, теплове навантаження на переохолоджувач і конденсатор, потужності адіабатного стиснення в ступенях і теоретичний холодильний коефіцієнт. Використовувати і-р - діаграму для R22.


Задача 2.20

Двоступенева холодильна машина працює за циклом з двома випарниками на R717. Дано: to = -30оС, tк = 30оС, t1 = 20оС, t3 = tк, = 5 кВт, Qо пр = 10 кВт.

Визначити Qо. Використовувати і-р - діаграму для R717.


14

Задача 2.21

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням і двома випарниками.

Визначити секундну кількість пари, що утворюється в промсосуді за рахунок барботажу пари першого ступеня, за умов: to = -40оС, tк = 30оС, t1 = -30оС, = 1,39; = 0,67. Стан холодоагенту на виході із теплообмінника не задається, а обчислюється за вищезазначеними даними. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 2.22

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням і двома випарниками.

Визначити кількість пари (витрату), що утворюється в промсосуді за рахунок барботажного охолодження пари першого ступеня, за умов: to = -30оС, t1 = -20оС, tк = 30оС, = 0,67, теоретичний холодильний коефіцієнт дорівнює 3,8, а сумарна теоретична потужність 13,1 кВт. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 2.23

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з повним проміжним охолодженням і двома випарниками.

Визначити температуру пари після теплообмінника за умов: to = -40оС, t1 = -30оС, tк = 35оС. Тепловий потік, що відводиться в теплообмінник, становить 6,5% від холодопродуктивності випарника низького тиску, ефективна потужність компресора 1-го ступеня становить 21,3% від . Використовувати і-р - діаграму для R717.

15

Задача 2.24

Двоступенева холодильна машина працює на R717 за циклом з неповним проміжним охолодженням і двома випарниками.

Визначити теоретичну потужність компресора 2-го ступеня за умов: to = -40оС, tк = 35оС, t1 = -30оС, = 20 кВт;
= 30 кВт; t3 = 40оС. Використовувати і-р - діаграму для R717.


Задача 2.25

Триступенева аміачна холодильна машина з трикратним дроселюванням і повним проміжним охолодженням холодопродуктивністю = 30 кВт працює на температурному режимі: tк = 30оС, to = -70оС, tвс = -50оС, tП = tк - 5оС. Температура пари на виході проміжного холодильника після ступеня середнього тиску дорівнює = 30оС. Знайти масові витрати пари, що утворюються при кипінні рідкого аміаку в першій і другій проміжних посудинах, потужність адіабатного стиснення в ступенях, теплові навантаження на проміжний холодильник, переохолоджувач, конденсатор і теоретичний холодильний коефіцієнт. Використовувати таблиці термодинамічних властивостей аміаку.


^ 3 ЦИКЛИ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ


Задача 3.1

Визначити об’ємну витрату води через конденсатор теплового насоса при зміні її температури від 45оС до 60оС. Тепловий насос працює за циклом без охолодження конденсату, але з регенеративним теплообмінником на холодоагенті R134а за умови tн = 15оС, температура конденсату на виході із регенеративного теплообмінника 45оС, із випарника холодоагент виходить у стані сухої насиченої пари, Nе=15 кВт, е = 0,72. Використовувати і-р - діаграму для R134а.

16

Задача 3.2

Визначити теплопродуктивність теплового насоса парокомпресійного типу, що працює за одноступеневим циклом з охолоджувачем конденсату і регенеративним теплообмінником за умов: Nе=5 кВт, температура води, що виходить із випарника, 10оС, tк = 70оС, tвс = 25оС, температура холодоагенту на виході із переохолоджувача конденсату 50оС, після регенеративного теплообмінника 35оС, е = 0,8, мех = 0,94, холодоагент R134а. Використовувати і-р - діаграму для R134а.


Задача 3.3

Тепловий насос парокомпресійного типу працює на R134а. Параметри циклу t4 = 18оС, t1 = 30оС. Температура холодоагенту на виході із випарника 22оС, переохолодження конденсату становить 10оС. Температура води, що надходить в конденсатор, 25оС, після конденсатора 45оС. Споживча потужність 44 кВт,
е = 0,82. Визначити витрату води через конденсатор. Використовувати і-р - діаграму для R134а.


Задача 3.4

Тепловий насос парокомпресійного типу працює на R142 за циклом з охолоджувачем конденсату, але без регенеративного теплообмінника. Температура кипіння холодоагенту у випарнику 293К, всмоктування в компресор 300К, конденсації 70оС, на вході в регулювальний вентиль 40оС. Визначити теплове навантаження конденсатора, якщо ефективна потужність компресора дорівнює
45 кВт при е = 0,85. Використовувати і-р - діаграму для R142.


Задача 3.5

Визначити тепловий потік у випарнику для забезпечення теплопродуктивності теплового насоса 75 кВт. Тепловий насос працює на R134а з регенеративним теплообмінником і охолоджувачем конденсату. Температура утилізованого середовища на виході із випарника 15оС, температура конденсації 65оС, t1=30оС, температура холодоагенту на виході із охолоджувача 50оС, а після РТ: 35оС, =0,8. Використовувати і-р - діаграму для R134а.

17

Задача 3.6

Тепловий насос працює на R142 при to = 20оС, tк = 70оС,
t1 = 40оС, без регенеративного теплообмінника. Визначити теплове навантаження, зняте на конденсаторі, якщо ефективна потужність компресора становить 2 кВт, а ефективний ККД дорівнює 0,85. Використовувати і-р - діаграму для R142. (додаток Г).


Задача 3.7

Визначити теоретичний коефіцієнт перетворення теплового насоса на R142, якщо відомо to = 10оС, tк = 60оС, t6 = 20оС, теплове навантаження на регенеративний теплообмінник QРТ = 10 кВт, теплове навантаження на випарник Qо = 210 кВт (температура t4 невідома). Використовувати і-р - діаграму для R142.


^ 4 ЦИКЛИ ПОВІТРЯНИХ ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН


Задача 4.1

Повітряна холодильна машина працює за циклом з регенеративним теплообмінником за умов: р1=1 бар; р2=3 бар,
t1 = -13оС, t3 - t1=5оС, нагрівання повітря в камері 10оС, Qо=100 кВт. Визначити теоретичну потужність привода. Використовувати
і-s - діаграму для повітря (додаток А).


Задача 4.2

Для повітряної холодильної машини, що працює за циклом без регенеративного теплообмінника, визначити потужність і об’ємну продуктивність детандера, якщо р1=1 бар; р2=3 бар,
Т1 = 275 К, Т3 = 280 К, = 0,7. Використовувати і-s - діаграму для повітря.


Задача 4.3

Визначити адіабатний ККД детандера, якщо відомо тиск на вході в детандер 8 бар, на виході - 0,1 МПа, температура на виході із детандера 180К, на вході - 290К. Газ – повітря. Використовувати і-s - діаграму для повітря.

18

Задача 4.4

Для повітряної холодильної машини, що працює за циклом без регенеративного теплообмінника, відомо: р1=1 бар; р2=3 бар,
Т1 = 270 К, Т3 = 280 К, = 0,7. Визначити температуру на вході в камеру охолодження. Використовувати і-s - діаграму для повітря.


Задача 4.5

Повітряна холодильна машина працює за циклом з регенеративним теплообмінником за умов: р1=1 бар; р2=3 бар,
t1 = -17оС, t3 - t1 = 5оС; = 0,7; = 0,75; = 100 кВт, нагрівання повітря в камері 10К. Визначити потужність привода. Використовувати і-s - діаграму для повітря.


Задача 4.6

Повітряна холодильна машина працює за циклом з регенеративним теплообмінником за умов: р1=1 бар; р2=2 бар,
t1 = +20оС, t3 - t1 = 10К, адіабатні ККД компресора і детандера дорівнюють 0,8. Навантаження на регенеративний теплообмінник становить 30 кВт. Визначити холодопродуктивність машини. Використовувати і-s - діаграму для повітря.


Задача 4.7

Повітряна холодильна машина працює за циклом з регенеративним теплообмінником за умов: р1 = 1 бар; р2 = 2 бар, t1 = +23оС, t3 - t1 = 10К;
= = 0,8; навантаження на водяний теплообмінник становить 50 кВт, температура повітря на виході із камери становить 200К. Визначити теплове навантаження на регенеративний теплообмінник. Використовувати і-s - діаграму для повітря.


Задача 4.8

Повітряна холодильна машина працює за циклом з регенеративним теплообмінником за умов: р1=1 бар; р2=5 бар,
Т1 = 260 К, Т3Т1 = 5 К, = 0,7; = 0,8; = 200 кВт. Визначити витрату води через теплообмінник, якщо її нагрівання становить 5К. Використовувати і-s - діаграму для повітря.

19

^ 5. ВИПАРНЕ ОХОЛОДЖЕННЯ


Задача 5.1

У посудині з постійним рівнем води шляхом вакуумування парового простору охолоджується повітря у змійовику від 320К до 280К. Витрата води становить 0,1 кг/с, абсолютний тиск водяних парів на всмоктуванні дорівнює 1 кПа. Визначити об’ємну витрату повітря, якщо його тиск дорівнює 220 кПа.


Задача 5.2

Для установки охолодження води шляхом вакуумування парового простору при встановленому режимі роботи відомо: холодопродуктивність 10 кВт, температура в апараті 5оС, тиск 950 Па, питома теплота пароутворення 2490 кДж/кг, густина пари на виході із апарата 156 кг/м3. Визначити об’ємну продуктивність вакуум-насоса за умовами нагнітання в атмосферу (ра=1 бар,
Та = 300К).


20

Додаток А

(обов’язковий)

Т, s – діаграма повітря





21

Додаток Б

(обов’язковий)

і, р – діаграма фреону R134а



22

Додаток В

(обов’язковий)

і, р – діаграма фреону R22



23

Додаток Г

(обов’язковий)




24

Додаток Д

(обов’язковий)

р, і – діаграма для аміаку R717 з межовою кривою сухої насиченої пари



25

Додаток Е

(обов’язковий)

р, і – діаграма для аміаку R717 з межовою

кривою насиченої рідини




26

^ СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ


1. Методические указания к выполнению индивидуального задания №2 “Расчет одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины” по курсу “Теплофизические основы низкотемпературной техники”/ Составитель В.М. Арсеньев –Сумы, СумГУ, 1994.- 8с.

2. Методические указания к выполнению индивидуального задания №3 “Расчет цикла двухступенчатой парокомпрессионной холодильной машины” по курсу “Теплофизические основы низкотемпературной техники”/ Составитель В.М. Арсеньев – Сумы, СумГУ, 1994- 8с.

3. Бамбушек Е.М. и др. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин.-Л.: Машиностроение, 1986.- 303с.

4. Теплофизические основы получения искусственного холода: Справочник. /Под ред. Быкова А.В.- М.: Пищевая промышленность, 1980.- 232с.

5. Кошкин Н.Н. и др. Холодильные машины.- Л.: Машиностроение, 1985.- 510с.


27

Схожі:

Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до індивідуальної роботи “Розрахунок циклів повітряних холодильних машин” з курсу “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки”
Методичні вказівки до індивідуальної роботи “Розрахунок циклів повітряних холодильних машин” з курсу “Теплофізичні основи низькотемпературної...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Термоекономічні розрахунки кліматичних установок”/ Укладачі: В. М. Арсеньєв,...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Гідрогазодинаміка”
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Гідрогазодинаміка” для студентів денної форми навчання напряму підготовки 050604...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Спеціальні типи компресорів”
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Спеціальні типи компресорів” для студентів денної форми навчання напряму підготовки...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Холодильні технології”
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Холодильні технології” для студентів денної форми навчання напряму підготовки...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки
Методичні вказівки до виконання практичних занять з курсу “Табличні процесори” для студентів спеціальності 080402
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2518 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Технології використання стиснутих газів”
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Технології використання стиснутих газів" для студентів денної форми навчання...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до виконання практичних занять з дисципліни “Тепловикористовуючі холодильні машини”
Тема 1 – Розрахунок параметрів циклу Чистякова-Плотнікова для тепловикористовуючої холодильної машини
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2506 методичні вказівки до практичних занять студентів з дисциплін “Газова динаміка” І
Методичні вказівки до практичних занять студентів з дисциплін “Газова динаміка” І “Спеціальні розділи теплофізики” напряму підготовки...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2513 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теплофізичні основи низькотемпературної техніки” iconМіністерство освіти І науки україНи Сумський державний університет
Методичні вказівки для проведення практичних занять та організації самостійної роботи студентів з дисципліни "Наукові дослідження...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи