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單級蒸汽壓縮機理論循環及其工作過程

   2020-09-16 和平2531
核心提示:制冷劑的冷凝溫度等于高溫熱源的溫度,蒸發溫度等于低溫熱源的溫度,且冷凝溫度與蒸發溫度恒定不變。

理論循環是在理論條件下構造出的模型,這些理論條件是:

(1)制冷劑的冷凝溫度等于高溫熱源的溫度,蒸發溫度等于低溫熱源的溫度,且冷凝溫度與蒸發溫度恒定不變。

(2)在制冷系統中,除節流膨脹產生壓力降外,無任何其他流動阻力損失。

(3)壓縮過程為等熵過程。

(4)在節流過程中,流速變化可以忽略不計。

(5)除換熱設備外,與外界無任何熱交換

(6)制冷劑是純凈的。

單級蒸汽壓縮制冷理論循環在lgp-h圖及T-s圖上的表示見圖3-4,其冷凝溫度和蒸發溫度分別為tkt0,冷凝壓力和蒸發壓力分別為Pkp0。由熱力學第一定律,對于在控制容積內狀態變化的工質有  dq=dh+dc2dw式中q=熱量 (kJ/kg)  h—比焓(k1/kg)  c—流速(m/s)  w—比功(kJ/kg)  dw前的負號表示外界向系統輸入功。

根據理論條件,我們可以對理論循環的各個工作過程進行分析。

(1)壓縮過程0-2  0-2表示制冷劑在壓縮機中的壓縮過程,對于理論循環為等過程,點0為吸的低壓飽和蒸汽狀態點,點2為排出的過熱蒸汽狀態點。


ds=0、dq=0、dc=0    dh = dw0,wo =h2-h0

W0稱為單位理論功,在T-s圖上用面積0-2-3-4-0表示,在lgp-h圖上為線段4-1在橫坐標上的投影的長度。

(2)冷凝過程2-3此過程由兩段組成,壓縮機排出的制冷劑過熱蒸汽進入冷凝器后,首先被冷卻成飽和蒸汽,即過程23",此時存在傳熱溫差;然后飽和蒸汽被冷凝成飽和液體,即過程3"-3,此凝結過程無傳熱溫差。制冷劑壓力不變,始終是與Tk對應的飽和壓力Pk。

dw=0do=0    dq=dh,qk =h:h,

qk稱為單位冷凝負荷,在手、圖上用面積a-2-3-c-a表示,在lgp-h圖上以線段2-3的長度表示。

(3)節流過程3-4制冷劑在節流過程中溫度由tk下降至t0,壓力由pk下降至P0,焓值基本不變,節流后制冷劑狀態進入濕蒸汽區,根據理論循環的假定近似有

dw=0, dc=0、dq=0    dh=0,h3=h4

即這一過程的起點和終點處于同一等烙線上。

(4)蒸發過程4-0在此過程中,制冷劑在t0, p0保持不變的情況下氣化,吸收氣化潛熱,而所吸收的熱量來自被冷卻對象。

dw=0、dc=0  dq=dhq0 =h0-h4=h0-h3

q0稱為單位制冷量,在T-s圖上用面積0-4-b-a-0表示,在Igph圖上以線段4-0的長度表示。

 

 
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