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制冷技术作业(有答案的)

Chap I1、有传热温差的卡诺循环被冷却物温度恒为5℃,冷却物温度恒为40℃两个传热温差分别为1℃,3℃,5℃,试分别求该几个有传热温差的制冷循环的制冷系数并加以讨论。

解:据题意: 当10=∆=∆T T k ℃时48.7)11()540(15273)()(0'0'1'01=++--+=∆+∆+-∆-=T T T T T T K K ε 当 30=∆=∆T T k ℃时71.6)33()540(352732=++--+=ε当50=∆=∆T T k ℃时067.6)55()540(552732=++--+=ε讨论:当0,T T k ∆∆↑,则ε↓。

且当0,T T k ∆∆↑↑,ε↓↓ 2、R 717和R 12在T K =30℃,T 0=-15℃的条件下进行基本理论循环及回热循环时,COM 吸气温度T Sh =15℃,试分别计算各个循环的制冷系数,热力完善度,并分析。

解:一、先计算基本理论循环:对于R 717 ∵ T 0=15℃ ∴h 1=1743.51 kj /kg且在R 717的lgPH 图上查得h 2=1990kj/kg 且T 2=102℃ 又因 T k =30℃ ∴ h 3=639.01 kj/kg故 481.451.1743199001.63951.17431231000=--=--==⋅⋅==h h h h q M q M P c c R R thth ωωφε 782.0)15(30)15(273481.400'=---+=-ε=εε=η-T T T K th cth 对于R 12查表和图得:T 0=–15℃时,h 1=345.78 kj /kg 排气温度:T 2=39℃时,h 2=371 kj /kg T k =30℃时,h 3=228.62 kj /kg故811.015301515.27365.465.478.34537162.22878.345'2310=+-=εε=η=--=ε--=ω=εcth th c th hh hh q二、当有回热循环时,当R 717时T sh =15℃时,h 1=1815 kj /kg T k =30℃时,h 2=2078 kj /kgh 3′=639.01 kj /kg 则制冷系数78.015301515.273471.4471.41815207801.6391815'12'310=+-===--=--==c th th c th h h h h q εεηεωεt 2=138℃ l gh同理,对于R 12T sh =15℃时,h 1=363 kj /kg T k =30℃时,h 2=391 kj /kgh 3′ =228.62 kj /kg t 3=68℃0.84153015273.154.9εεη 4.9363-391.228.62363εh h h h ωq ε'cth th12'31c 0th=+-===-=--==通过计算后比较可以看出,在t 0和t k 相同的条件下,对于R 717回热循环的制冷系数小于无回热循环的制冷系数,热力完善度也小于无回热循环的热力完善度。

对于R 717有回热循环是不利的.相反,对于R 717,在t 0和t k 相同的条件下,有回热循环的制冷系数大于无回热循环的制冷系数,热力完善度也大于无回热循环的热力完善度。

故回热循环对R12是有利的。

从排气温度来说,对于R717无回热循环时,com的排气温度为102℃,而有回热循环时为138℃。

而对于R12来说无回热循环时为39℃,有回热循环时为68℃。

故R717有回热循环时,因com的排气温度过高,要求制冷系统设备材料好,故价格昂贵, 又有碳化润滑油的因素。

而R12的t2=68℃排气温度并不高,故设备投资少,R12适用于回热循环。

3、有如图所示的R717制冷系统,设t k=35℃,E A蒸发温度为t SA=0℃.E B的蒸发温度为t SB=-20℃.制冷量φ=6000KCal∕h(即OA6.978KW), φOB=12000 KCal∕h(约13.95KW),Com蒸发器出口均为饱和态。

不考虑吸气管的过热损失:试求:①、画出循环管网络的lgp—h 图,T—S图②、求循环的M R及Com的V R以及Com的P th.③、如果在同样的冷凝温度和蒸发温度下,每台蒸发器各采用一台Com,求P th总④、对两种制冷系统计算并进行分析比较讨论。

解:①、画lgP-h ,T-S 图T C P T OA T OB P 2h ②、∵ΦOA==6000Kcal/h=6000/860=6.978KW1ΦOB =1200Kcal/h=13.956KW ΤOA =0℃ ∴P OA =4.2941bar , h 6=1761.1kj/kg T OB =-20℃ ∴P OB =1.515bar , h 8 =1736.95kj/kg T K =35℃ ∴P K =13.508bar , h 3=662.67kj/kg ∴M RA =006353.067.6621.1761978.636=-=-φ=ωφh h OA OAOA kg/s M RB =012991.067.66295.1736956.1338=-=-φ=ωφh h OA OBOAkg/s ∴M R =M RA +M RB =0.006353+0.012991=0.019344kg/s 而 Φ0=ΦOA +ΦOB =6.789+13.956=20.93kw ∴ h 1-h 3=q 0=1082019344.093.200==φR M kj/kg ∴h 1=1082+h 3=1082+662.67=1744.66kj/kg查R 717图得:ν1=0.6m 3/s h 2=2045.45kj/kg ∴ ⅤR =M R .ν1=0.019344×0.6=0.01161m 3/s ∴ P th =M R ·ωC =M R ·(h 2-h 1)=0.019344×(2045.45-1744.66)=5.82kw③、若每台蒸发器各用一台Com 时,如下图:h 3 h 8 h 6 h 2’ h 9 因 h 6=1761.1kj/kg h 8=1736.95kj/kg h 3=662.67kj/kg 对于E A ,查图得:h 2’=1931.82kj/kg 对于E B 查图得: h 9=2036.36kj/kg 而 ΦOA =6.978KW ΦOB =13.956KW 故 P thA = M RA ·ωCA =OAOAq φ·ωCA =ΦOA ·366'2h h h h --=6.978×67.6621.17611.176182.1931--=1.085kwP thB =ΦOB ·3889h h h h --=13.956×67.66236.173695.173636.2036--=3.89kw∴ P th 总=P thA +P thB =1.085+3.89=4.975kw结论:若E A ,E B 各用一台Com ,则减少了过热损失,提高了效率,使总功率下降了=-81867.5975.481867.514.5﹪这是一个制冷系统两用,E B 用作制冰块,而E A 作空调用。

故用节流器使其制冷量损失,因为空调用的温度不能太低。

Chap Ⅱ1、把代号为R 21,R 14,R 13B1,R 142的制冷剂写出它们的化学方程式。

把CHF 3,CH 2Cl 2 , C 2H 2F 2Cl 2 , C 3Cl 2F 6制冷剂的代号写出。

解: R 21 : CHFCl 2 R 14 : CF 4 R 13B1 : CF 3Br R 142 :C 2H 3F 2Cl CHF 3 : R 23 CH 2Cl 2 : R 30 C 2H 2F 2Cl 2 : R 132 C 3Cl 2F 6 : R2162、有一容积为2×1.5×1.8m3的制冷用盐水池,溶液池深1.5m,要求盐水温度为-10℃,蒸发温度为15℃。

问:(1)、要用多少公斤盐。

(2)、应采用哪一种盐水溶液。

(3)、要加多少公重酪酸钠(Na2Cr2O7)和NaOH缓释剂。

解:因t o=-15℃则t 凝=t0-(5~7℃) 若取6.2℃则t 凝=-15-6.2=-21.2℃首先选NaCl此时,r=1.175吨/m3ζ=23.1%故溶液池体积为2×1.5×1.5=4.5m3则实际盐溶液的重量为G=1.175×4.5×103=5287.5kg其中加如的盐量为5287.5×23.1%=1221.4kg缓释剂量:Na2Cr2O7 : 4.5×3.2=14.4kgNa0H : 4.5×0.89=4kg若取t 凝=-15-7=-22℃(即取7℃)选CaCl2盐溶液。

查附录P212~213当t 凝=-19.2℃时ζ=20.9% 吨/m3t凝=-25.7℃时ζ=23.8% r=1.22吨/m3用内查发求:设当t 凝=-22℃时ζ=22.15% r=1.203吨/m3则实际CaCl2盐溶液的重量为G=4.5×1.203×103=5413.5kg其中加入的盐量为5413.5×22.15%=1200kg缓释剂:Na2Cr2O5 : 4.5×1.6=7.2kgNaOH : 4.5×0.45=2kgChap Ⅲ一、一台8AS-10型Com(活塞行程﹥70mm)转数为n=960rpm 相对余隙容解:由8AS-10型查得p=0.1m z=8 工质R717由题意知n=960rpm s=0.07 由z s n PI D v n ****2402=得8*07.0*960**2401.02)(PI vn==0.0703由p 43表3-1查得 R 717标准工况下30=tk℃25=tre℃101-=t ℃ t=-15℃又由R717饱和蒸汽压力表查得 当30=t k ℃时pk=11.6693barh'3=639.01kJ/kg当t 0=-15℃时 p=2.362barh '1=1743.51kJ/kg当25=t re ℃时h 3=615.53 kJ/kg = h 4当101-=t ℃时 =v10.51m 3/Kg h 1=1757kJ/kg因此m vhh v q q kJ v 31411/53.223851.053.6151757=-=-==当 C=4% n>720rpm 时085.094.0-=y v〔)(121p p m-1〕 ( 对R717:m=1.28)=0.94-0.085〔)(11p p k m-1〕=0.94-0.085〔)362.26693.11(28.11-1〕=0.73所以φ0==qv y vnv** 0.73*0.07037*2283.53 =115kw二、R 12蒸汽压缩入制冷系统,采用回热循环,t k =30℃。

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