Устройство и принцип работы лабораторной установки

Под лабораторную установку, принципиальная схема которой представлена на рис.2.13, переоборудована паровая компрессорная холодильная машина промышленного производства типа Х М– 0,57.

Рис. 2.13

В состав установки входят: 1– компрессор; 2,4,8,10 – термопары; 3 – конденсатор; 6, 11 – манометры; 7 – регулировочный вентиль (дроссель) ; 9 – испаритель.

В качестве хладагента используется фреон R 22. Компрессор поршневой двухступенчатый бессальникового типа с асинхронным электродвигателем мощностью 370 Вт. Конденсатор выполнен в виде

радиатора, который охлаждается при помощи вентилятора проточным воздухом. Испаритель 1 (Рис.2.14) змеевикового типа размещен в цилиндрическом сосуде 2 с теплоизоляцией 3. В сосуд залита низкозамерзающая жидкость 4.

С целью определения холодильной мощности установки в

сосуд через крышку введены ртутный термометр 5 и теплоэлектрический нагреватель (ТЭН) 6. Мощ ность нагревателя изменяется реостатом 8 и измеряется ваттметром 7.

На вход в

компрессор фреон поступает в пере гретом состоянии, в крайнем случае, со степенью сухости х = 1 . Рис. 2.14

После сжатия в компрессоре давление и температура фреона

существенно повышаются. В конденсаторе энергия в форме теплота передается через стенки трубок охлаждающему воздуху. Внутри конденсатора при постоянном давлении происходит понижение температуры фреона до температуры конденсации. Дальнейший отвод теплоты понижает степень сухости пара, при этом температура и давление влажного пара остаются неизменными. При полной конденсации пара фреон поступает в дроссель в жидком состоянии. В дросселе происходит изоэнтальпный процесс понижения давления, что приводит к фазовому переходу фреона из жидкого в газообразное состояние. Интенсивность парообразования определяется степенью дросселирования. При прохождении через дроссель температура влажного пара снижается. В испарителе подводимое извне тепло полностью газифицирует фреон. Из испарителя газообразный фреон поступает в компрессор и цикл повторяется.

Экспериментальная часть работы

Все операции на лабораторной установке выполнить под руководством преподавателя в такой последовательности:

- поместить «холодные» спаи термопар в термостат со льдом и проверить функционирование гальванометра;

- включить холодильную машину;

- подать напряжение на ТЭН;

- на работающей установке в течение десяти минут поддерживать неизменной температуру жидкости в сосуде при помощи реостата, регулирующего мощность ТЭНа;

- через десять минут провести измерения давления фреона до компрессора и после него, измерить наружную температуру трубок в четырех точках тракта хладагента, снять показания ваттметра;

- записать экспериментальные показания и выключить лабораторную установку.

Исходные данные

Технические показатели ХМ – 0,57: холодильная мощность – 570 Вт; мощность электродвигателя компрессора – 370 Вт; механический КПД – 0,87; холодильный коэффициент – 1,77.

Для оформления отчета по работе в качестве методического материала используется диаграмма состояния хладагента R 22 в координа-

тах ln p i (см. Приложение, диаграмма 1).

. Расчетная часть работы

1. По соответствующей диаграмме состояния хладагента в ln p i – координатах для р₁ и x=1 определить значения t _1, i _1, s_{1 .}

2. По диаграмме для р₂ и s₂ = s₁ найти значения t₂ и i₂.

3. Изобарный процесс охлаждения и конденсации дает возможность определить параметры в точках 2^´ и 3, т.е. t₂^, , i₂^, , s₂^, и t₃ , i₃ , s₃ , р₃ = р₂^, = р₂.

4. Параметры в точке 4 находятся на пересечении линий: изоэнтальпы 3-4 и изобары р₁.

5. Вычислить холодильный коэффициент:

.

6. Приняв допущение, что мощность N_тэн равна холодильной мощности ПКХМ, записать:

.

7. Вычислить массовый расход хладагента:

.

8. Найти потребную мощность на привод компрессора:

N_к = (i₂ - i₁) .

9. Сравнить расчетные значения холодильного коэффициента, холодильной мощности и мощности компрессора с техническими показателями холодильной машины; измеренные температуры с температурами по диаграмме состояния хладагента R 22 (Приложение, рис.1)

10. Построить цикл ПКХМ в Ts – координатах.

Содержание отчета

Отчет должен содержать: цель работы; схему и состав установки; экспериментальные данные; расчетные формулы и результаты вычислений; выводы по работе.

Контрольные вопросы по теме лабораторной работы

1. Перечислить основные агрегаты ПКХМ.

2. Объяснить принцип работы ПКХМ.

3. Изобразить цикл ПКХМ в Тs - координатах и пояснить его.

4. Что понимается под холодильным коэффициентом?

5. Чем определяется давление после компрессора?

6. Какую функцию выполняет дроссель?

7. Какую функцию выполняет конденсатор?

8. Для чего нужен испаритель?

9. Что используется в качестве хладагента?

10. Что понимается под степенью сухости пара?

Лабораторная работа № 9.