Az író problémáinak megoldása a Pavlova romakova noskova 11. sz. Feladatkönyvéből

11.1. Számolja ki a Carnot ciklusban működő hűtőberendezés hűtési tényezőjét és hűtőteljesítményét, ha hűtőteljesítménye 6400 W, a -10 ° C-os párolgási hőmérsékleten. A kondenzációs hőmérséklet 22 ° C.

11.2. Keresse meg a minimális munkaköltséget (a Carnot ciklusban) és a víz áramlását a kondenzátorban, amikor 100 kg / h jég keletkezik vízből, amelynek hőmérséklete 0 ° C. A hűtőközeg -5 ° C-on elpárolog, és 25 ° C-on lecsapódik. A kondenzátorba 12 ° C-on víz kerül, és 20 ° C-on hagyja. A víz befagyásának speciális foka 335 kJ / kg.

11.3. Határozza meg a hűtőközeg hűtőteljesítményét és a ciklus hűtőközeg-tényezőjét: a) ammónia; b) szén-dioxid és c) difluor-diklór-metán CF2CI2. A párolgási hőmérséklet 15 ° C, a kondenzációs hőmérséklet 300 ° C. A ciklus száraz, a folyadék elfojtása előtt nincs túlhűtés.

11.4. A CO2-hűtőegység elméleti hűtési együtthatóját akkor kell kiszámítani, ha a kondenzációs hőmérséklet 20 ° C, és a párolgási hőmérséklet -40 ° C. A ciklus száraz, a folyadék elfojtása előtt nincs túlhűtés.

11.5. Hasonlítsuk össze az ammónia kompressziós hűtőegység elméleti hűtési együtthatóit, amelyek -20 ° C-os párolgási hőmérsékleten és 30 ° C-os kondenzációs hőmérsékleten működnek: a) a Carnot ciklusban; b) valódi nedves ciklus esetén; c) folyékony ammónia túlhűtése nélküli száraz ciklusra; d) száraz ciklusban, legfeljebb 25 CC folyadék ammóniával történő lehűtésére a kondenzáció után.

11.6. A korábbi feladatkörülmények között hasonlítsa össze a Freon hűtőberendezés elméleti hűtési együtthatóit az i-log p diagram segítségével (XXVIII. Ábra).

11.7 Az ammónia hűtőegység kondenzátorában 20 m3 / h vizet hevítenek 6 K-val. A kompresszor által fogyasztott elméleti teljesítmény 23,5 kW. Határozza meg a berendezés hűtési kapacitását és a hűtési együtthatót.

11.8. Határozza meg a kompresszorba belépő ammónia óránkénti térfogatáramát az alábbi feltételek mellett: az üzem hűtőteljesítménye 58 200 kW; a kondenzációs hőmérséklet 25 ° C, nincs túlhűtés; Párolgási hőmérséklet -15 ° C; ciklikus száraz.

11.9. 1000 kg / h etil-alkoholt kell lehűteni 20 és -15 ° C között. A hűtést ammóniával végezzük, forráspont -25 ° C-on. Határozza meg a kompresszor által elfogyasztott elméleti teljesítményt. A kondenzációs hőmérséklet 25 ° C. A ciklus száraz, a folyadék elfojtása előtt nincs túlhűtés.

11.10. A DG típusú (vízszintes) ammónia kompresszor hűtőteljesítménye 697800 W, a -15 ° C-os párolgási hőmérséklet és 25 ° C-os kondenzációs hőmérséklet mellett. Határozza meg ennek a kompresszornak a hűtési kapacitását, ha a párolgási hőmérséklet -5 ° C, és a kondenzációs hőmérséklet 30 ° C.

11.11. A 116 300 W teljesítményű szén-dioxid hűtőegység -15 ° C-os párolgási hőmérsékleten, abszolút nyomáson a 75 kgf / cm2 kondenzátorban és 25 ° C-os alhűtés mellett működik. A kompresszor száraz. Határozza meg a hűtési együtthatót és az elméleti energiafogyasztást.

11.12. Ammónium hűtőrendszer hűtőkapacitás 116300 W függőleges típusú kompresszor üzemel párolgási hőmérséklete -15 ° C, kondenzációs hőmérséklet 30 ° C és a túlhűtött 25 CC. A kompresszor száraz. Adjuk meg: nyomás a kondenzátor és a párologtató, a hűtési együttható az óramutató járásával megegyező térfogatú szívja gőz kompresszor, az elméleti és a tényleges fogyasztás, hőmérséklet az ammónia kimeneténél a kompresszor, a víz áramlását a kondenzátor melegítése közben a benne lévő víz 7 ° C-on

11.13. Az egyfokozatú kompressziós ammónia kéthengeres függőleges kompresszorának 150 mm-es átmérője van, a dugattyú 150 mm-es lökete és 400 fordulat / perc fordulatszáma. A kompresszor hűtési kapacitását normál körülmények között, valamint működési körülmények között, ha a párolgás elvégzésére = 2 kgf / cm2, és a munka kondenzációja = 12 kgf / cm2, méri. Fojtás előtt a folyékony ammóniát 6 ° C-on hűtik le. Számolja ki a működési feltételek tényleges fogyasztását is.

11.14. Freon és etán ciklusokkal működő kaszkád hűtőrendszerben (11.16. Ábra) az etán 17 kgf / cm2 abszolút nyomáson -14 ° C-ra kondenzálódik. A kondenzációs etánból a forró freonra (chladone) átadott hő mennyisége 23,260 watt. A Freon párolgási hőmérséklete 5 ° C alatt van az etán kondenzációs hőmérsékleténél. A Freon-t 30 ° C-on kondenzáljuk, a folyékony Freon nem túlhűtve van, a ciklus száraz. Annak meghatározására, hogy a kompresszió mértéke a hűtőközeg, a kompresszor (az arány, hogy a kondenzációs nyomás párolgási nyomás) és víz áramlási sebességét a hűtőközeg kondenzátorban végzett hevítéssel át 8 ° C-on

11.15. = Manpower tömörített 10 MPa levegőt lehűtjük a párologtatóban kétfokozatú ammónia hűtőegység egy hőmérséklet 5 ° C-kal magasabb a párolgási hőmérséklet az ammónia. Lehűlés után a sűrített levegő a munkaerő nyomásának 0,4 MPa nyomás alá kerül. Határozza meg a levegő hőmérsékletét a fojtás után, ha az ammónia 0,022 MPa nyomáson elpárolog.

11.16. Határozzuk meg az integrált Joule-Thomson effektust a T-S diagramból, ha a levegőt 1 kgf / cm2 a) a kezdeti 15 ° C-os léghőmérsékleten és 50 kgf / cm2 kezdeti nyomáson határoztuk meg; b) kezdeti levegő hőmérséklete -50 ° C és kezdeti nyomás 50 kgf / cm2;

11.17. Határozzuk meg az egyszerű regenerációs cikluson keresztül nyert 1 kg folyékony levegő energiafogyasztását az alábbi feltételek mellett: a) kezdeti levegő hőmérséklete 15 ° C, kompressziós nyomás 50 kgf / cm2; b) a kezdeti hőmérséklet 15 ° C, a préselési nyomás 200 kgf / cm2. A bővítés mindkét esetben 1 kgf / cm2-ig terjed. Az elmaradott hidegveszteséget és a környezetet nem veszik figyelembe.

11.18. Annak meghatározására, az aránya a levegő cseppfolyósított és energiafogyasztás per 1 kg cseppfolyós levegő egy egyszerű regeneratív ciklus levegő kezdeti hőmérséklete 30 ° C-on és a kompressziós nyomás Manpower = 200 kgf / cm2. Teljes hidegveszteség 10,5 kJ / 1 kg feldolgozott levegőre.

11.19. Határozza meg az 1 kg-os folyékony levegő energiafogyasztását levegőztetéssel 200-1 kgf / cm2 értéken egy ciklusban, előzetes ammónia-hűtéssel -50 ° C-ra. Az ammónia hűtőegység fajlagos hűtőteljesítménye 4820 kJ / 1 kWh. Az elmaradott hidegveszteséget és a környezetet nem veszik figyelembe. A kezdeti levegő hőmérséklete 15 ° C.

11.20. Határozza meg a cseppfolyósított levegő tartalmát és az energiafogyasztást 1 kg folyékony levegőn egy nyomás alatt lévő levegőben működő üzemben. A kompressziós nyomás 200 kgf / cm2; a közbenső nyomás 50 kgf / cm2; alacsony nyomás 1 kgf / cm2; M = 0,2; kezdeti levegő hőmérséklete 25 ° С. A hidegvesztés nem számít.

11.21. Határozza meg a közepes nyomású ciklusban előállított folyadék levegőfogyasztását és mennyiségét a külső munka visszatérésével 300 m3 / h levegő feldolgozásakor (09C és 760 Hgmm). A levegőt 40 kgf / cm2-re préseljük; a levegő hőmérséklete a bővítő előtt -80 ° C; a levegő hőmérséklete a kompresszor után (a hőcserélő bejutása előtt) 30 ° C; a bővítőhöz küldött levegő aránya 0,8. Határozza meg az 1 kg folyékony levegő energiafogyasztását is. A hideg felvétel összes vesztesége 11,5 kJ / 1 kg feldolgozott levegőnként.

11.22. Határozza meg az 1 kg folyékony levegő energiafogyasztását egy nagynyomású ciklusban a külső munka visszatérésével 200 kgf / cm2 -ig, és a nyomás a 8 kgf / cm2 expozíció után; M = 0,5. Teljes hidegveszteség 14,7 kJ / 1 kg feldolgozott levegőnként. A kezdeti hőmérséklet 30 ° C.

11.23. A turbóexpander tesztelése során megállapították, hogy a benne lévő levegő 4-ről 1,2 kgf / cm2-re nő, a turbóexpander pedig 4 kW teljesítményt kapott, és 650 kg / h-n keresztül. Határozza meg a turbóexpander termodinamikai hatékonyságát. Sűrített levegőt szállítottunk a turbóexpanderhez 114 K-nál.

11.24. Annak meghatározására, energiafogyasztás per 1 kg cseppfolyós levegő az alacsony nyomású turbóexpander ciklus, ha ismert, hogy a kompresszor összenyomja 6000 m3 / h levegő (normális körülmények között), hogy Manpower = 7 kgf / cm2. A turboexpander teljesítménye 55 kW. Az alulteljesítésből és a környezetből származó veszteségek 6,3 kJ / 1 m3 sűrített levegő (normál körülmények között). A kompresszor esetében az izotermikus hatékonyságot 0,7-szeresnek kell venni. A levegő belép a készülékbe 35 ° C-on. A feldolgozott levegő 80% -a kerül a turbóexpanderbe. Párolgási sebesség a = 1,25.

11.25. Hány köbméter levegőt kell feldolgozni ahhoz, hogy 200 m3 oxigént állítson elő 99% -ban, ha a hulladék nitrogén 10% oxigént tartalmaz?

11.26. A gyakorlati adatok szerint a hidegveszteség 335 kJ a folyékony metánnal töltött hőszigetelő hengeres tartály külső felületének 1 m2-étől. A tartály belső méretei: D = H = 1,1 m. A tartályt minden oldalon 300 mm-es szigetelési vastagság jellemzi. Határozza meg a teljes folyadék bepárlási idejét, ha először a tartályt teljesen öntötték. A folyékony metán sűrűsége 415 kg / m3.

11,27. Határozzuk meg az energiaköltséget, ha 1 kg folyékony metánt egy egyszerű regeneráló ciklus segítségével kapunk. A metánt 150 kg / cm2 nyomás alá préseljük. A metán hőmérséklete a kompresszor után 300 K. A metán T-S diagramját lásd [11.8].

11.28. Határozza meg az 1 kg folyékony metán termelésének energiafogyasztását egy ciklusban, előzetes ammónia hűtéssel -45 ° C-ra 150 kgf / cm2 metán nyomású nyomással. Az ammónia hűtőegység fajlagos hűtőteljesítménye 4820 kJ / (kWh).

11.29. A gáz halmazállapotú oxigén előállítására szolgáló üzemben, amely közepes nyomású ciklussal működik, külső munka-visszatéréssel, a bejövő légnyomás 20 kgf / cm2. A nem regenerálódás 8 ° C, a hidegvesztés a környezetre 8,38 kJ / 1 m3 feldolgozott levegő. A bővítőben a levegő 20 kgf / cm2-ről (140 K) 6 kgf / cm2-re nő, a bővítő hatékonysága 0,65. Határozza meg a bõvítõhöz küldött levegõ arányát, figyelmen kívül hagyva a levegõ fojtásának hatását 6 és 1 kgf / cm2 között.