دانلود تحقیق آزمایش سیکل تبرید

موضوع آزمایش : سیکل تبرید


هدف آزمایش :
بررسی سیکل تبرید

تئوری آزمایش :
T P





S V







در این بخش سیکل ایده آل تبرید را بررسی می کنیم:
حالت 3 نشان دهنده مایع اشباع در درجه حرارت چگالنده است و حالت 1 نمایانگر بخار اشباع در درجه حرارت تبخیر کننده می باشد این بدان معنااست که فرایند انبساط آیزنتروپیک 4-3 در ناحیه دو فازی است و بیشتر آنرا مایع تشکیل می دهد . درنتیجه مقدار کار خروجی این فرایند بسیار اندک می باشد بگونه ای که توجیهی برای افزودن این قطعه از تجهیزات به سیستم وجود ندارد بنابراین توربین را با یک وسیله احتناق دهنده جایگزین می کنیم معمولا“ این وسیله یک شیر یا یک لوله طویل با قطر کم است که در آن سیال فعال از فشار بالا تا فشار پایین احتناق می یابد .
بخار اشباع در فشار پایین وارد کمپرسور می شود و در فرایند 2-1 یک تراکم آدیاباتیک بازگشت پذیر را طی می کند سپس در فرایند 3-2 با فشار ثابت حرارت رفع می شود و سیال فعال به حالت مایع اشباع از چگالنده خارج خواهد شد . به دنبال آن فرایند احتناق آدیاباتیک 4-3 بوقوع می پیوندد و سپس سیال فعال در فشار ثابت طی فرایند 1-4 تبخیر می شود و سیکل کامل خواهد شد .
ضریب عملکرد :
ضریب عملکرد یک سیکل تبرید عبارت است از نسبت ظرفیت تبرید به کار کمپرسور.

ضریب عملکرد پمپ حرارتی عبارت است از نسبت حرارت دفع شده به کار کمپرسور .

سیکل تبرید واقعی :








بدلیل افتهای ناشی از جریان سیال و نیز تبادل حرارت با محیط ، سیکل تبرید حقیقی از سیکل ایده آل انحراف خواهد داشت سیکل حقیقی می تواند به سیکل بالا نزدیک شود .
احتمالا“ بخار ورودی به کمپرسور بصورت مافوق گرم خواهد بود و در طی فرایند تراکم ، بازگشت ناپذیریها و تبادل حرارت با محیط (باتوجه به درجه حرارت مبرد و محیط) صورت می گیرد . بنابراین در طی این فرایند آنتروپی ممکن است افزایش یا کاهش یابد . بازگشت ناپذیریها و انتقال حرارت به مبرد موجب افزایش آنتروپی می شود و انتقال حرارت از مبرد موجب کاهش آنتروپی می گردد . این احتمالات با دو خط چین 2-1 و –1 نشان داده شده است . فشار مایع خروجی از چگالنده کمتر از فشار بخار ورودی به آن می باشد و درجه حرارت مبرد در چگالنده مقداری بیشتر از درجه حرارت محیطی است که با آن تبادل حرارت می کند معمولا“ درجه حرارت مایع خروجی از چگالنده کمتر از درجه حرارت اشباع است و احتمال دارد که مقدار آن در لوله های بین چگالنده و شیر انبساط افت بیشتری داشته باشد . این یک مزیت است زیرا در اثر این انتقال حرارت موبرد با آنتالپی کمتری وارد تبخیر کننده می شود و می توان در تبخیر کننده مقدار حرارت بیشتری به مبرد انتقال داد .
درحین جریان یافتن از درون تبخیر کننده مقداری افت فشار روی خواهد داد . امکان دارد مبرد در هنگام خروجی از تبخیر کننده کمی مافوق گرم باشد، همچنین در اثر انتقال حرارت از محیط به لوله بین تبخیر کننده و کمپرسور درجه حرارت مبرد می تواند افزایش یابد. این انتقال حرارت نشان دهنده یک نوع افت است زیرا در اثر افزایش حجم مخصوص سیال ورودی به کمپرسور ، کار کمپرسور نیز افزایش خواهد یافت .
پمپ حرارتی :
در سیستم پمپ حرارتی هدف ثابت نگه داشتن درجه حرارت یک فضا در درجه حرارت است که بالاتر از درجه حرارت محیط (یا منبع دیگر) می باشد .


شرح دستگاه :

سیستم شامل یک کمپرسور یک کندانسور می باشد که مبرد از پوسته بیرونی و آب از پوسته درونی حرکت می کند تا از این طریق مبرد هم بتواند توسط آب خنک شود و هم بتواند توسط هوا خنک شود . و همچنین شامل یک اواپراتور می باشد که این اواپراتور یک فن می باشد که از طریق فن می توان دبی هوایی که با مبرد در تماس می باشد را تغییر داد که درنتیجه می توان مقدار انتقال حرارت بین مبرد و هوا را تغییر داد . و دارای یک شیر انبساط از نوع ترمواستاتیکی است که از طریق این شیر می توان فشار مایع مبرد را انداخت که درحالت ایده آل این عمل بصورت آنتالپی ثابت صورت می گیرد . و دارای دماسنجهای دیجیتالی می باشد که دبی آب توسط روتامتر اندازه گیری می شود . اگر فشار کندانسور از KW/m1400 بالاتر رود یا اینکه بار کمپرسور از حد مجاز بیشتر شود توسط سیستم های حفاظتی کمپرسور خاموش می شود .


روش آزمایش :

شیر آب کندانسور را به اندازه مشخص باز می کنیم سپس دستگاه را روشن می کنیم و بعد صبر می کنیم تا سیکل تبرید حالت پایدار پیدا کند پس از اینکه سیکل تبرید به حالت پایدار رسید فشار و دما را در نقاط مورد نظر می خوانیم و در جدول قرار می دهیم . در مرحله بعد دبی آب را کاهش می دهیم و همانند مرحله قبل صبر می کنیم تا سیکل به حالت پایدار خود برسد ، این بار نیز فشار و دما را در نقاط مورد نظر خوانده و در جدول یادداشت می کنیم . این عمل را برای یک مرحله دیگر و با دبی کمتر تکرار می کنیم .
برای اندازه گیری قدرت ورودی به کمپرسور توسط وات ساعت . متر می آییم و زمانی که دیسک دو دور کامل را می زند بدست می آوریم سپس این زمان را بر دو تقیسم می کنیم تا مدت زمانی که دیسک یک دور کامل را می زند را بدست بیاوریم .
توجه کنید که ما برای بدست آوردن زمانی که دیسک یک دور کامل را می زند اگر تعداد دورهای بیشتری را زمانگیری کنیم دقت جواب ما بالاتر می رود .
سپس با استفاده از رابطه زیر توان کمپرسور را بدست می آوریم :