7a obiegi rzeczywisty - wykres bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/wyklad_7a_wplyw_re... ·...
TRANSCRIPT
![Page 1: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/1.jpg)
Przedmiot: Substancje kontrolowane
Wykład 7a:
Obiegi rzeczywisty - wykres Bambacha29.04.2014
1
![Page 2: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/2.jpg)
Obieg z regeneracją ciepła
2
Rys.1. Schemat urządzenia jednostopniowego z regeneracją
ciepła: 1- parowacz, 2- sprężarka, 3 – skraplacz, 4 – wymiennik
regeneracyjny, 5 – zawór rozprężny
![Page 3: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/3.jpg)
Obieg rzeczywisty chłodziarki sprężarkowej
![Page 4: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/4.jpg)
Założenia obiegu z regeneracja
4
Analiza obiegu teoretycznego z regeneracją ciepła i stratami
prowadzona jest przy następujących założeniach uwzględniając szereg
odstępstw od obiegu „suchego Lindego” a występujących w obiegach
rzeczywistych:
• występuje przegrzanie termostatycznego zaworu rozprężnego,
• występuje przegrzanie na trasach ssawnych,
• występuje przegrzanie par czynnika w wymienniku regeneracyjnym
(pracującym z założoną sprawnością wymiany ciepła),
• następuje niecałkowite odparowania czynnika z krążącego w obiegu
roztworu olej/czynnik chłodniczy (w wyniku obecności oleju tworzącego
roztwór z czynnikiem powstaje sytuacja, iż równolegle stopień suchości
pary jest mniejszy od jedności i występuje przegrzanie par czynnika),
• nieizentropowość procesu sprężania.
![Page 5: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/5.jpg)
Obieg lewobieżny teoretyczny z regeneracją ciepła
5Rys.2. Obieg teoretyczny z regeneracją ciepła i stratami w układzie
lgp-h
![Page 6: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/6.jpg)
Stopień odwracalności obiegów chłodniczych
W celu określenia wpływu regeneracji ciepła porównano stopnie
odwracalności obiegów: z regeneracją i przegrzanego. Stopień
odwracalności obiegu jest definiowany jako stosunek:
gdzie: ε – sprawność termiczna dowolnego obiegu chłodniczego
εc- sprawność termiczna lewobieżnego obiegu Carnota
To- temperatura chłodzenia
Tk- temperatura otoczenia
qom –właściwa masowa wydajność chłodnicza
w – jednostkowa praca sprężania obiegu
6
![Page 7: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/7.jpg)
Stopień odwracalności obiegów chłodniczych
odpowiednio stopień odwracalności obiegu z regeneracją ciepła:
oraz obiegu przegrzanego:
gdzie: qo mr – właściwa masowa wydajność chłodnicza obiegu z regeneracją
qo mr – właściwa masowa wydajność chłodnicza obiegu przegrzanego
Δhwr – jednostkowa ilość ciepła wymienionego w wymienniku regeneracyjnym
wr – jednostkowa praca sprężania obiegu z regeneracją
wp – jednostkowa praca sprężania obiegu przegrzanego
ηwr – sprawność cieplna wymiennika regeneracyjnego 7
![Page 8: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/8.jpg)
Oleje w chłodziarce sprężarkowej
![Page 9: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/9.jpg)
Olej w obiegu chłodniczych
9
Uwzględnienie obecności roztworu olej/czynnik i jego wpływu na
właściwą wydajność chłodniczą obiegu wymaga znajomości wykresu
koncentracja – entalpia R404A i oleju poliestrowego. Obecnie brak jest
takich danych w literaturze, w związku z tym założono że właściwości
roztworu R404A/olej poliestrowy są podobne do tych jakie posiadał roztwór
R 12 / olej mineralny (wykres Bambacha).
Przypominając w skrócie:
gdzie: mcz – masa czynnika w roztworze określana koncentracją ξ8,
mo – masa oleju w roztworze.
Masa wydzielonej pary czynnika z wrzącego roztworu:
![Page 10: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/10.jpg)
10
jednocześnie masa pozostałości czynnika w roztworze:
stąd:
gdzie: ξ8 – koncentracja początkowa czynnika w ciekłym roztworze w
układzie jednofazowym
ξ2 – koncentracja końcowa czynnika w ciekłym roztworze na
wyjściu z parowacza
Wpływ obecności roztworu w obiegu chłodniczym
![Page 11: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/11.jpg)
Właściwa wydajność chłodnicza w obiegu z roztworem
czynnik - olej
11
gdzie: h2c – entalpia właściwa ciekłego czynnika w roztworze o koncentracji ξ2 przy ciśnieniu
wrzenia i temperaturze t2
h2p – entalpia właściwa par czynnika przy ciśnieniu wrzenia i temperaturze t2
h7 – entalpia właściwa ciekłego czynnika w roztworze o koncentracji ξ8 i temperaturze t7
![Page 12: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Zakładając, że procesy zachodzące w trakcie wrzenia roztworu w
obiegach teoretycznych są bliskie stanu równowagi i że wrzenie
przebiega przy stałym ciśnieniu i temperaturze, stąd stopień suchości
pary na wyjściu z parowacza:
Właściwa wydajność chłodnicza w obiegu przegrzanym będzie
Wpływ obecności roztworu w obiegu chłodniczym
![Page 13: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/13.jpg)
13
W obiegu z regeneracją ciepła należy uwzględnić sprawność cieplną wymiennika
regeneracyjnego definiowaną zależnością:
gdzie: Qm – maksymalnie możliwa ilość wymienianego ciepła, jest to ilość ciepła wymieniona
między „czynnikami”, gdy czynnik o mniejszej wielkości ciepła właściwego osiągnie
temperaturę początkową czynnika o większej wielkości ciepła właściwego
Qr - ilość wymienianego ciepła w wymienniku regeneracyjnym
Wpływ obecności roztworu w obiegu chłodniczym
![Page 14: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Ponieważ dla czynników pochodnych CFC zachodzi c’x > c’’x , stąd
dochłodzenie ciekłego czynnika jest zawsze mniejsze od przegrzania par;
więc dla czystego czynnika byłoby:
W obiegu z krążącym roztworem olej-czynnik chłodniczy występuje bardziej złożony
proces, a mianowicie doparowywanie pozostałości czynnika z roztworu. Właściwa
wydajność chłodnicza obiegu z regeneracją, to
gdzie: h2c – entalpia właściwa ciekłego czynnika w roztworze o koncentracji ξ3 przy ciśnieniu (po
– Δp) i temperaturze t3,
h3c – entalpia właściwa par czynnika przy ciśnieniu (po – Δp) i temperaturze t3
Wpływ obecności roztworu w obiegu chłodniczym
![Page 15: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Wykres h-x dla R12-olej wg Bambacha
![Page 16: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/16.jpg)
Wyniki obliczeń
16
Rys.. Stopień odwracalności obiegu
przegrzanego w zależności od temperatury
wrzenia to = - 30oC ÷ 0oC i skraplania tk =
30oC oraz koncentracji czynnika w
roztworze ξ = 0,98; 0,95; 0,90
![Page 17: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/17.jpg)
Wyniki obliczeń
17
Rys.. Stopień odwracalności obiegu
z regeneracją w zależności od temperatury
wrzenia to = - 30oC ÷ 0oC i skraplania tk =
30oC oraz koncentracji czynnika w
roztworze ξ = 0,98; 0,95; 0,90
![Page 18: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/18.jpg)
Wyniki obliczeń
18
Rys.. Stopień odwracalności obiegu z
regeneracją w zależności od temperatury
wrzenia to = - 30oC ÷ 0oC i skraplania tk =
40oC oraz koncentracji czynnika w
roztworze ξ = 0,98; 0,95; 0,90
![Page 19: 7a Obiegi rzeczywisty - wykres Bambachakkitch.zut.edu.pl/fileadmin/foto/zd/Wyklad_7a_wplyw_re... · 2015-05-19 · Olej w obiegu chłodniczych 9 Uwzględnienie obecności roztworu](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050521/5fa50f1fe069c35ec9620c13/html5/thumbnails/19.jpg)
3. Obliczenia obiegu Z REGENERACJĄ ciepła: DtTZR=5K ; DtSS=15K; Dtd=5K; sprężanie izentropowe i nieizentropowe
Qo= 8 kW
to=-16oC
to= 30oC
Wyznaczyć : efektywność - COP; N -moc sprężarki, Qk – moc skraplacza
Jaki jest wpływ regeneracji na obieg?
Jaka jest sprawność wymiennika regeneracyjnego?