політропного процесу:
м3/кг.
Задамося трьома проміжними значеннями питомої обсягу:
м3/кг; м3/кг; м3/кг;
Тиску в цих точках визначимо за співвідношенням:
МПа;
МПа;
МПа.
pv - діаграма теоретичного циклу - рис. 2.
Рис. 2
2.3 Побудова процесу стиснення і охолодження в Ts діаграмі
Температура повітря після Політропний стиснення в кожному ступені визначається з рівняння:
К, t2=389 - 273=116 ° C.
Ентропію в точці 1 знайдемо з умови, що ентропія при нормальних умовах (Тн.у.=273,15К; рн.у.=101325Па) дорівнює нулю:
де кДж/(кг? К) - ізобарна теплоємність повітря.
кДж/(кг? К).
Зміна ентропії в процесі стиснення в першій ступені:
де кДж/(кг? К) - ізохорно теплоємність повітря;=1,4 - показник адіабати двохатомних газів.
кДж/(кг? К);
кДж/(кг? К).
Для більш точного зображення процесу стиснення в першій ступені визначимо параметри повітря в трьох проміжних точках. Для цього поставимо трьома проміжними значеннями температури:
Та=320К; Тb=350К; Тс=370К.
Ентропія в цих точках:
кДж/(кг? К);
кДж/(кг? К);
кДж/(кг? К).
Зміна ентропії в охолоджувачі:
кДж/(кг? К);
кДж/(кг? К).
Також задамося трьома проміжними значеннями температур:
Тd=370К; Тe=350К; Тf=320К.
кДж/(кг? К);
кДж/(кг? К);
кДж/(кг? К).
Зміна ентропії в процесі стиснення в другому ступені таке ж, як і в першій, тому:
кДж/(кг? К).
Для тих же проміжних значень температур, що і для першого ступеня, визначимо значення ентропії:
кДж/(кг? К);
кДж/(кг? К);
кДж/(кг? К).
Будуємо процеси стиснення і охолодження в Т-s - координатах - рис. 3.
Рис. 3
3. Принципова схема холодильника
Рис. 4
4. Розрахунок охолоджувача повітря
. 1 Теплопродуктивність проміжного холодильника
Кількість тепла, яке повітря повинне віддати холодильника після стиснення в першого ступеня для охолодження до первісної температури t1=20 ° С, визначаємо за формулою:
де Gвоз - масова продуктивність компресора, визначаємо з рівняння стану:
кг/с.
Вт
4.2 Витрата охолоджуючої води через холодильник
Витрата охолоджуючої води визначаємо за формулою:
де звід=4190Дж/(кг? К) - теплоємність води;
D tвод=20 ° С - підвищення температури води в охолоджувачі, задана величина.
кг/с.
4.3 Визначення площі поверхні теплообмінника
Площа поверхні теплообміну визначаємо за основним рівнянню теплопередачі:
де k - коефіцієнт теплопередачі;
- середній логарифмічний температурний напір між повітрям і охолоджуючої водою.
Середній температурний напір визначаємо за формулою:
де ° С;
° С;
° С.
Необхідно також визначити коефіцієнт тепловіддачі від повітря до труб - a 1.
Розрахунок ведемо по середній температурі повітря в теплообміннику:
° С; К.
За довідковими даними визначимо параметри повітря при середній температурі:
кг/м 3 - щільність повітря;
м 2/с - кінематична в'язкість;
Вт/(м? К) - теплопровідність.
