دانلود مقاله در مورد سيكل تراكم بخار(سيكل تبريد)
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 26 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
2
هدف :
آشنايي كامل با سيكل تراكم بخار(سيكل تبريد) و انجام محاسبات مربوطه در رابطه با تغييرات مقدار بار حرارتي تبخير كننده و الزامات ماده مبد.
تئوري:
سيكل ايده آل تبريد دقيقاً همانند سيكل ايده آل تواني است كه هر يك از فرايند ها بر خلاف جهت فرايند سيكل تواني است. اگر تمام سيكل در داخل شلجمي ناحيه ي دو فازي مايع- بخار انجام شود ، سيكل حاصل ( مانند سيكل تواني مشابه) به صورت سيكل كارنو خواهد بود و بنابراين هر دو فرايند فشار ثابت نيز هستند.
حالت 3 در شكل( 32-11) نشان دهنده ي مايع اشباع در درجه حرارت تبخير كننده مي باشد. اين بدان معناست كه فرايند انبساط ايزنتروپيك 4-3 در ناحيه ي دو فازي است و بيشتر آن را مايع تشكيل مي‌دهد. در نتيجه مقدار كار خروجي اين فرايند بسيار اندك مي‌باشد به گونه اي كه توجيهي براي افزودن توربين به تجهيزات وجود ندارد. بنابراين توربين را با يك وسيله ي اختناق دهنده جايگزين مي‌كنند. معمولاً اين وسيله يك شير يا يك لوله ي طويل با قطر كم است كه در آن سيال فعال از فشار بالا تا فشار پائين اختناق مي‌يابد. با اعمال اين تغيير، مدل ايده آل سيستم تبريد به صورت شكل (33-11) نشان داده مي‌شود. بخار اشباع در فشار پايين وارد كمپرسور مي‌شود و در فرايند 2-1 يك تراكم آدياباتيك بازگشت پذير را طي مي‌كند. سپس در فرايند 3-2 و فشار ثابت ، حرارت دفع مي‌شود و سيال فعال به حالت مايع اشباع از چگالنده خارج خواهد شد. به دنبال آن فرايند اختناق آدياباتيك 4-3 به وقوع مي‌پيوندد و سپس سيال فعال در فشار ثابت طي فرايند 1-4 تبخير مي‌شود و سيكل كامل مي‌شود. بسيار مناسب تر است كه كمپرسور فقط بخار را منتقل كند ، نه مخلوط بخار- مايع را آن طور كه در فرايند´ 2-´1 سيكل كارنو لازم است. در واقعيت نيز انبساط مخلوط نشان داده شده در
2
هدف :
آشنايي كامل با سيكل تراكم بخار(سيكل تبريد) و انجام محاسبات مربوطه در رابطه با تغييرات مقدار بار حرارتي تبخير كننده و الزامات ماده مبد.
تئوري:
سيكل ايده آل تبريد دقيقاً همانند سيكل ايده آل تواني است كه هر يك از فرايند ها بر خلاف جهت فرايند سيكل تواني است. اگر تمام سيكل در داخل شلجمي ناحيه ي دو فازي مايع- بخار انجام شود ، سيكل حاصل ( مانند سيكل تواني مشابه) به صورت سيكل كارنو خواهد بود و بنابراين هر دو فرايند فشار ثابت نيز هستند.
حالت 3 در شكل( 32-11) نشان دهنده ي مايع اشباع در درجه حرارت تبخير كننده مي باشد. اين بدان معناست كه فرايند انبساط ايزنتروپيك 4-3 در ناحيه ي دو فازي است و بيشتر آن را مايع تشكيل مي‌دهد. در نتيجه مقدار كار خروجي اين فرايند بسيار اندك مي‌باشد به گونه اي كه توجيهي براي افزودن توربين به تجهيزات وجود ندارد. بنابراين توربين را با يك وسيله ي اختناق دهنده جايگزين مي‌كنند. معمولاً اين وسيله يك شير يا يك لوله ي طويل با قطر كم است كه در آن سيال فعال از فشار بالا تا فشار پائين اختناق مي‌يابد. با اعمال اين تغيير، مدل ايده آل سيستم تبريد به صورت شكل (33-11) نشان داده مي‌شود. بخار اشباع در فشار پايين وارد كمپرسور مي‌شود و در فرايند 2-1 يك تراكم آدياباتيك بازگشت پذير را طي مي‌كند. سپس در فرايند 3-2 و فشار ثابت ، حرارت دفع مي‌شود و سيال فعال به حالت مايع اشباع از چگالنده خارج خواهد شد. به دنبال آن فرايند اختناق آدياباتيك 4-3 به وقوع مي‌پيوندد و سپس سيال فعال در فشار ثابت طي فرايند 1-4 تبخير مي‌شود و سيكل كامل مي‌شود. بسيار مناسب تر است كه كمپرسور فقط بخار را منتقل كند ، نه مخلوط بخار- مايع را آن طور كه در فرايند´ 2-´1 سيكل كارنو لازم است. در واقعيت نيز انبساط مخلوط نشان داده شده در
2
حالت´ 1 با دبي معقول و باقي بودن تعادل بين مايع و بخار ناممكن است.كاربرد سيكل ذكر شده در برپايي يك سيستم تبريد است كه هدف از آن باقي نگه داشتن يك فضا در درجه حرارت پايين T1 نسبت به درجه حرارت محيط T3 مي‌باشد. بنابراين ضريب عملكردي براي تبريد به صورت روبرو تعريف شده:
در سيستم هاي تبريد تراكم بخار ، نسبت به سيستم هاي تواني بخار از سيال هاي فعال ( مبرد ها ) متنوع تري استفاده مي‌شود. در سيستم هاي اوليه ي تبريد تراكم بخار ، آمونياك و دي اكسيد گوگرد از اهميت فراواني برخوردار بودند ولي هر دو بسيار سمي و خطرناك هستند. اكنون سال هاست كه مبرد هاي اصلي ، هيدروكربن هاي هالوژنه هستند كه با نام هاي تجاري فرئون و ژناترون شناخته مي‌شوند. براي مثال دي كلرو دي فلورو متان ((CCl2F2 به عنوان فرئون 12 و ژناترون 12 معروف هستند كه مبرد 12 يا R-12 ناميده مي‌شوند.اين گروه مواد را به عنوان كلروفلوئور و كربن ها يا CFC مي‌شناسند كه از نظر شيميايي در درجه حرارت محيط بسيار پايدار هستند ، به ويژه آنهايي كه فاقد اتم هيدروژن مي‌باشند. اين مشخصه براي سيال فعال مبرد ضروري است. در عين حال اگر گاز از يك دستگاه نشت و به آرامي در طي ساليان به سمت بالا و به درون استاتوفر نفوذ كند، وجود اين مشخصه ي مشترك بسيار مخرب خواهد بود. اين مواد در استاتوفر شكسته مي‌شوند و كلر آزاد آنان لايه ي اوزون محافظ استاتوفر را تخريب خواهد كرد. بنابراين حذف استفاده ي وسيع ولي مخرب حيات CFC ها به خصوص R-11 و R-12 اهميت انكار ناپذيري براي ما دارد و بايد به دنبال جايگزين هاي مناسب و قابل قبول براي آنان باشيم. CFCهاي حاوي هيدروژن (كه غالباً HCFC ها خوانده مي‌شوند) از قبيل R-22 عمر كمتري دارند و بنابراين قبل از رسيدن به استاتوفر به عناصر غير مخرب تجزيه خواهند شد. بيشتر سيالات مطلوب كه HFC خوانده مي‌شوند فاقد اتم هاي كلر هستند.
در هنگام انتخاب سيال مبرد بايد به دو نكته توجه كرد . اول درجه حرارتي كه لازم است با سرمايش تثبيت شود و دوم نوع تجهيزاتي كه استفاده خواهد شد. چون در طي فرايند انتقال حرارت ، مبرد تغيير فاز مي‌يابد، فشار مبرد در حين فرايندهاي تغذيه‌ي حرارت و دفع حرارت ، فشار اشباع خواهد بود. كم بودن فشار مترادف با بزرگ بودن حجم مخصوص است و اين بدان معني است كه تجهيزات مربوطه بايد بزرگ تر باشند. فشارهاي زياد به معناي تجهيزات كوچكتر است ولي بايد اين تجهيزات به نحوي طراحي شوند كه در مقابل فشار زياد مقاومت داشته باشند. در كاربردهايي كه درجه حرارت فوق العاده‌كم باشد، مي‌توان با تركيب دو سيستم مجزا از سيستم دوگانه استفاده كرد.
كمپرسور هاي مورد استفاده ، روي مبرد ها اثرات ويژه‌اي دارند. كمپرسورهاي رفت و برگشتي مناسب‌ترين نوع براي حجم مخصوص پائين ( فشار زياد ) هستند ولي كمپرسورهاي سانتريفيوژ بيشتر براي فشار پائين و حجم مخصوص زياد مناسب مي‌باشند.
3
همچنين اين نكته كه مبردهاي مورد استفاده در كاربردهاي خانگي نبايستي سمي باشند، از اهميت ويژه‌اي برخوردار است.از مشخصه هاي ديگر مبردها، مي‌توان قابليت اختلاط با روغن كمپرسور ، مقاومت دي‌الكتريك، ثبات تركيب شيميايي و ارزان بودن آن نام برد. در عين حال متاسفانه مبرد ها موجب خوردگي مي‌شوند. در يك سيكل ايده‌آل و براي يك درجه حرارت معين در فرايند هاي تبخير و چگالش ، تمام مبردها داراي ضريب عملكرد يكسان نخواهند بود. البته مطلوب است از مبردهايي استفاه گردد كه در صورتي كه ساير محدوديت ها اجازه دهند، داراي بزرگترين ضريب عملكرد باشد.
به دليل افتهاي ناشي از جريان سيال و نيز تبادل حرارت با محيط، سيكل تبريد حقيقي از سيكل ايده‌آل انحراف خواهد داشت.سيكل حقيقي مي‌تواند به سيكل شكل (34-11) نزديك شود.
احتمالاً بخار ورودي به كمپرسور به صورت مافوقگرم خواهد بود. در طي فرايند تراكم، بازگشت ناپذيري ها و تبادل حرارت با محيط ( با توجه به درجه حرارت محيط و مبرد) صورت خواهد گرفت. بنابراين در طي اين فرايند، انتروپي ممكن است افزايش و يا كاهش يابد. بازگشت ناپذيري ها و انتقال حرارت به مبرد ، موجب افزايش انتروپي مي‌شود و انتقال حرارت از مبرد موجب كاهش انتروپي مي‌گردد. اين احتمالات با دو خط چين 2-1 و´2-1 نشان داده شده است.فشار مايع خروجي از چگالنده كمتر از فشار بخار ورودي به آن مي‌باشد و درجه حرارت مبرد در چگالنده قدري بيشتر از درجه حرارت محيطي است كه با آن تبادل حرارت مي‌كند.معمولاً درجه حرارت مايع خروجي از چگالنده كمتر از درجه حرارت اشباع است و احتمال دارد كه مقدار آن در لوله هاي بين چگالنده و شير انبساط افت بيشتري نيز داشته باشد. اين يك مزيت است زيرا ذر اثر اين انتقال حرارت ، مبرد با انتالپي كمتر وارد تبخير كننده مي‌شود و مي‌توان در تبخير كننده مقدار حرارت بيشتري به مبرد انتقال داد.
در حين جريان يافتن مبرد از از درون تبخير كننده مقداري افت فشار رخ خواهد داد. امكان دارد مبرد در هنگام خروجي از تبخير كننده مقداري مافوقگرم باشد. همچنين در اثر انتقال حرارت از محيط به لوله ي بين تبخير كننده و كمپرسور ، درجه حرارت مبرد مي‌تواند افزايش يابد. اين انتقال حرارت نشان دهنده‌ي يك نوع افت است زيرا در اثر افزايش حجم مخصوص سيال ورودي به كمپرسور ، كار كمپرسور نيز افزايش خواهد يافت.
شرح دستگاه:
دستگاه آزمايش عبارت است از يك سيستم خنك كننده ( شبيه يخچال خانگي ) كه وسايل اندازه گيري و كنترل كننده هاي لازم به آن اضافه شده است. قسمت اصلي دستگاه يك سيكل تبريد (تراكم بخار ) مي‌باشد كه از يك كمپرسور ، دو مبدل حرارتي ( چگالنده و تبخير كننده ) كه با هوا تبادل حرارتي دارند و يك لوله‌ي فشار شكن تشكيل شده است كه در اين سيكل بسته فريون 12
(R-12) جريان مي‌يابد.