Воздушная холодильная машина производит лед при температуре -3◦C из воды с температурой 10◦C. Всасываемый

Воздушная холодильная машина производит лед при температуре -3◦C из воды с температурой 10◦C. Всасываемый в компрессор воздух имеет температуру -10 t1, ◦C, давление 0,099 p1, МПа и сжимается до давления 0,6 p2, МПа. Затем воздух поступает в холодильник и там охлаждается до температуры 30 t3,◦C. Расход воздуха равен 1000 м3/ч при нормальных условиях. Определить холодильный коэффициент установки, теоретическую мощность привода компрессора и количество льда полученного в течение часа. Дано: T1 = 263 К p1 = 0,099 МПа = 0,099*106 Па p2 = 0,6 МПа = 0,6*106 Па T3 = 303 К k = 1,4 Найти: N - ?

Определим температуру воздуха Т2 после сжатия в компрессоре и Т4 после расширения в цилиндре детандера (расширительного цилиндра):
Для того, чтобы 1 кг воды с температурой 10 °С превратить в лёд с температурой -3 °С, необходимо отнять от неё, во-первых, теплоту:
, идущую на охлаждение воды от 10 до 0 °С; во-вторых, теплоту плавления льда ; в-третьих, теплоту , отнимаемую для того, чтобы понизить температуру льда от 0 до -3 °С (cл – теплоёмкость льда).
Общее количество теплоты, которое необходимо отнять у воды:
Холодопроизводительность воздуха:
, где - объёмная теплоёмкость воздуха.
Количество полученного в холодильной установке льда:
Холодильный коэффициент:
Работа:
Искомая мощность:
Ответ:
Числа Прандтля:
Определяется для каждой tвод,◦C
Prвод =νвод cводρводλвод
(1)
Число Рейнольдса
Re= ωdνвод
(2)
Коэффициент теплоотдачи
α= Nuλводd
(3)
Тепловой поток
Q= απl(tвод-tтр)
(4)
Определить температуру воздуха t2 и t4
t2=t1(p2p1)k-1k
(1)
t4= t3t1t2
(2)
Общее количество теплоты, которое необходимо отнять у воды
qn= q1+q2+q3
(3)
Холодопроизводительность воздуха
Q0=Vнс´p(t1-t4)
(4)
где с´p- объемная теплоемкость воздуха
Количество полученного в холодильной установке льда
m= Q0qn
(5)
Холодильный коэффициент
ε= t1t2-t1
(6)
Работа
L= Q0ε
(7)
Искомая мощность
N= L3600
(8)