Puska3
Országok listája
HungaryKecskeméti FőiskolaGépipari és Automatizálási Műszaki Főiskolai KarGépészmérnökiHő-és áramlástechnikai GépekPuska3
2009.01.06 10:08:38
Az alábbi szöveg egy formázás és képek nélküli előnézete a dokumentumnak. A tökéletes megjelenítéshez jelentkezz be, majd töltsd le a dokumentumot.
HQ- és áramlástechnikai gépek
(Segédlet III.)
HqtQgépek
Kompresszoros hqtQgépek
A hqtés fizikai elve: Atmoszférikus nyomáson alacsony (negatív) hQmérsékleten is elpárologni képes folyadék párolgáshQje vonja ki
Nedves üzemet megvalósító hqtQkörfolyamat elvi vázlata, T-s és log p-h diagramja
Az ábrán látható elméleti körfolyamat:
1-2 folyamat: adiabatikus kompresszió,
2-3 folyamat: izotermikus kompresszió,
3-4 folyamat: fojtás,
4-1 folyamat: izotermikus expanzió.
A diagramok segítségével látható, hogy az elpárologtatóba po, To állapotú (4 állapot) folyadék és kis mennyiségq gQz kerül. Az elpárologtatóban a 4-1 folyamat során a folyadék elpárolog és a párolgáshQt a környezetétQl vonja el (qo = h1 h4). Az elvont hQmennyiség (qo) 1 kg hqtQközegre vonatkozó fajlagos mennyiség. A folyamat végén lévQ 1 állapotú nedves gQzt szív be a kompresszor és az 1-2 folyamat során p, T állapotú telített gQz állapotba juttatja a hqtQközeget. A 2-3 folyamat során a kondenzátorban a gQz környezetének hQt ad le (Ehhez szükséges, hogy a környezeti hQmérséklet kisebb legyen a T-nél,) a gQz kondenzálódik és telített folyadék állapotba jut (3. állapot). A 3-4 folyamat során, a fojtószelepen és a kapilláris csövön történQ átáramlás során a folyadék 4 állapotba kerül. A fojtás során már megkezdQdik az elpárolgás, ami rontja a hqtQteljesítményt.
Fajlagos hqtQteljesítmény: EMBED Equation.3 , ahol qo az 1 kg hqtQközeg által elvont hQmennyiség,
W a kompresszor által végzett munka egy körfolyamat során
A hqtQgépeknél cél a fajlagos hqtQteljesítmény növelése. A diagramokból látható, hogy a fojtás veszteséggel jár, mert a fojtóban már megkezdQdik az elpárolgás. Ennek mértékét csökkenteni kell. A kompresszor mqködése szempontjából is káros és termodinamikailag sem kedvezQ a nedves gQz beszívása, ezért célszerq áttérni a száraz üzemre.
Száraz üzemet megvalósító hqtQkörfolyamat
Száraz üzemet megvalósító hqtQkörfolyamat elvi vázlata, T-s és log p-h diagramja
Az ezt megvalósító körfolyamat során a kompresszor telített száraz gQzt szív be (1 állapot) és azt 2 állapotú túlhevített gQzzé komprimálja. A kondenzátorba jutva a túlhevített gQz elQször lehql T hQmérsékletre, majd izotermikusan kondenzálódik. Ezen folyamat során qo = h1-h4 hQt von el a hqtQközeg az elpárolgás során, ami nagyobb, mint nedves üzem esetén.
A fajlagos hqtQteljesítmény javítása utóhqtéssel
UtóhqtQvel ellátott kompresszoros hqtQgép elvi vázlata, T-s és log p-h diagramja
A log p-h diagramból látható, hogy az utóhqtQvel qu = h3 - h3 hQt vonunk el a folyékony telített hqtQközegtQl (3-3 folyamat). A 3 állapotú folyadékot lefojtva az 4 állapotba kerül. Látható, hogy a fojtás végén kevesebb gQzfázis keletkezik, mint utóhqtés nélkül. A hqtendQ térbQl elvont qo = h1-h4 hQmennyiség nagyobb, mint utóhqtés nélkül lenne, ezáltal nQtt a fajlagos hqtQteljesítmény is.
BelsQ hQcserélQvel kiegészített kompresszoros hqtQgép
BelsQ folyadék-gQz hQcserélQvel kiegészített kompresszoros hqtQgép elvi vázlata,
T-s és log p-h digaramja
Az ábrán látható elvi vázlat szerint megvalósított körfolyamat során kihasználjuk azt, hogy az elpárologtatóból kijövQ hideg gQz segítségével hqthetjük a kondenzátorból kijövQ meleg folyadékot. Ezt úgy tudjuk a legegyszerqbben megvalósítani, hogy az elpárologtatóhoz vezetQ kapilláris csövet összeforrasztjuk a kompresszor szívócsövével. A hideg telített gQz által a meleg folyadékból elvont hQmennyiség a gQzt túlhevíti T1 hQmérsékletre. A belsQ hQcsere miatt h3-h3 = h1-h1 . A belsQ hQcsere segítségével is megnövekedett a fajlagos hqtQteljesítmény.
Valóságos hqtQkörfolyamat
Az elQzQekben ismertetett hqtQkörfolyamatok elméleti körfolyamatok, a valóságban a folyamat ettQl kissé eltér.
Valóságos hqtQkörfolyamat
A megvalósított valóságos hqtQkörfolyamat a környezettel való hQcsere, áramlási veszteségek és a szerkezeti kialakítások miatt kissé eltér az elméleti körfolyamattól. Az elárasztott rendszerq elpárologtatók használata esetén valósítható meg, hogy száraz telített gQzt szívjon be a kompresszor. Száraz rendszerq elpárologtatók használata esetén az elpárologtatóból kilépQ hqtQközeg kismértékben (3-7 K) túlhevül. A kompresszor szívócsövében az áramlási veszteségek miatt is fellép egy kis túlhevülés és nyomásesés. További nyomásesés történik a dugattyús kompresszor szívószelepében és a szívócsatornában is. A kompresszió a veszteségmentes adiabatikus helyett politropikus állapotváltozással megy végbe. A kompresszió végén a kompresszor belsQ ellenállásai és a hQcsere miatt a kompresszorból kilépQ túlhevített gQz nyomása esik. A kompresszort a kondenzátorral összekötQ nyomócsQben az áramlási veszteség miatt újabb nyomásesés történik. A kondenzátorban és az elpárologtatóban kismértékq nyomásesés van az áramlási veszteségek miatt, de ez elhanyagolható mértékq. Az utóhqtQben is történik nyomásesés az áramlási veszteségek miatt. A veszteségek miatt az elméleti hqtQfolyamathoz képest
megnQ a kompresszió munkaszükséglete,
megnQ a teljesítményszükséglet (azonos hqtQteljesítmény elérése érdekében),
csökken a hqtQgép fajlagos hqtQteljesítménye.
Többfokozatú kompresszoros hqtQgépek
Az elpárolgási hQmérséklet (To) csökkenésével erQsen nQ a szükséges kompresszor mérete, valamint teljesítményfelvétele azonos hqtQteljesítmény mellett. Az elérendQ hqtQteljesítmény érdekében a kompresszió véghQmérsékletét is növelni kell, de ez csak a kompresszorban használt kenQolaj által meghatározott értékig lehetséges. Ezért egy kompresszort csak egy a hqtQközegtQl is függQ hQmérséklet tartományban használhatunk. A hqtQteljesítmény növelése érdekében , a gazdaságosságot is figyelembe véve alkalmaznak két- illetve többfokozatú kompressziót is.
Kétfokozatú kompresszióval, közbensQ hqtéssel és egyfokozatú nyomáscsökkentéssel dolgozó hqtQberendezés elvi vázlata, T-s és log p-h diagramja
A közbensQ hqtés segítségével a 2. kompresszor 3 állapotú, csak kissé túlhevített gQzt szív be és komprimál össze 4 állapotba. A diagramokból látható, hogy a 4 állapotnak megfelelQ T4 véghQmérséklet kisebb a T2 hQmérsékletnél, ami egyfokozatú kompresszió esetén következne be és káros lenne a kompresszor mqködésére. A kétfokozatú kompresszió segítségével csökken a kompresszorméret, ennek mértéke a T-To hQmérsékletköztQl függ.
Kétfokozatú kompresszió kétfokozatú nyomáscsökkentéssel (Kompound kapcsolás)
Az elQzQekben tárgyalt egyfokozatú fojtással, kétfokozatú kompresszióval és atmoszférikus hqtQközeggel történQ visszahqtéssel dolgozó hqtQberendezés állapotábráiból látható, hogy a visszahqtött 3 állapotú gQz hQmérséklete még tovább csökkenthetQ, hogy ezáltal a 2. kompresszor telített száraz gQzt szívjon be. A 7. ábrán látható egy lehetséges megoldás arra, hogy a 2. kompresszor egy közbeiktatott közbensQ edény segítségével telített száraz gQzt szívjon be a 2. kompresszor. Látható, hogy ez a megoldás úgy fogható fel, mint két sorbakapcsolt egyfokozatú berendezés, amelyet a közbensQ edény köt össze. Az alsó fokozat 1. kompresszora a To elpárolgási hQmérsékleten dolgozó elpárologtatóban a hqtendQ közegbQl elvont qo hQmennyiség hatására elpárolgott 1 állapotú hqtQközeget komprimálva 2 állapotú túlhevített gQzállapotban a ^r¢¤Ì¦ ¨
"
(
*
v
x
Â
Ä
¸ºàâäæöøÆÈj¼ùëßÓÅÓº²º¦º¦º¦º¦º¦º¦ºº
tº¦ºeºYhô+h¥Cc>*CJaJhô+h
MàB*CJaJphÿÿÿ!jhô+h
MàCJEHèÿUaJ#j)/K
hô+h
MàCJUVaJjhô+h
MàCJUaJhô+h
MàCJH*aJ hªMèCJaJ hô+h
MàCJaJjh
MàUmHnHuhô+h
Mà>*CJaJhô+h
Mà5CJaJhô+h
Mà5>*CJaJ
hu**hªMè >^r¢¨ J
è
6
b
ª
TÈj¾Âf÷÷ïïêßÔººººÔïï²Ôª¥ßgd¥Cc $a$gd¥Cc d¦ÿgd¥Cc$
&
F
Æ8´Lÿd¦ÿ^´`Lÿa$gd¥Cc
$d¦ÿa$gd¥Cc
$d¦ÿa$gd¥Ccgdu** $a$gd
Mà $a$gd
Mයýý¼¾ÀÂ|~46¢¤¬®¶¼R¾ÀÂä"æ"4#6#:#@#F#H#L#P#ì# $%%óèäÙÍÙÍÙÍÙÅóºäÙÍÙÍÙÍÙÍÙÍÙÍÙó¯ä¤¤¤¤¤¤rj±h¹.õhm"nCJUaJ h¹.õhm"nCJaJh¹.õhm"n>*CJaJh¹.õhìI!CJH*aJ h¹.õhìI!CJaJj1Ôh¹.õhìI!UjPJh¥Cch¥CcU h¥CcCJaJhô+h¥CcCJH*aJ hô+h¥CcCJaJh¥Ccjahô+h¥CcUh¥Cch¥Cc>*CJaJ,f6>R¾Âf--ì# $%%8%.Ò.j/Æ/0d4ôôïçôïïßß×ÏÏÇÇÏ°°°ÏÏ$
&
F
Æ8´Lÿ^´`Lÿa$gdm"n $a$gdm"n $a$gdm"n $a$gdìI! $a$gdìI! $a$gd¥Ccgd¥Cc
$d¦ÿa$gd¥Cc %Æ/0J0L0d4f4h4ò6ô6(7,7®8°8ä8æ8è8>>"?$?ü?NÈUÊUðUòUôUöUøUúUüU ZZBZõéõÝõÕÑõÝõÝõÝõÉѾ²¾²¾°¾¡¾~¡¾sdsXshåXzh9XCJH*aJj* håXzh9XCJUaJ håXzh9XCJaJ!j® håXzhËL
håXzhËL
hm"nUh¹.õhm"nCJH*aJh¹.õhm"n>*CJaJ h¹.õhm"nCJaJ"d4h45ä8è89úUþU V[°[´[\paÌgÐghnrrrør~{úòêúâÚÒÒÚÊÂÂÊÊÂÂʺº² $a$gd
], $a$gd
], $a$gd«S| $a$gd«S| $a$gd9X $a$gd9X $a$gdËL< $a$gdm"n $a$gdm"ngdm"n közbensQ edény folyadékszintje alá juttatja. A folyadékon átbuborékoló túlhevített gQz elvileg visszahql a nyomásnak megfelelQ 5 telítési állapotra és közben túlhevítési hQjének leadása útján elpárologtatja a folyadék egy részét. A közbensQ edény gQzterébQl a felsQ fokozat 2. kompresszora 5 állapotban szívja el az 1. kompresszor által szállított és visszahqtött gQzmennyiséget és a közbensQ nyomású elpárologtatóban keletkezett gQzt is. Ez az elpárologtató a környezetétQl hQt von el, ez lehetQvé tesz egy magasabb hQmérsékleten történQ hqtést (pl. a normáltér hqtését). A 2. kompresszort elhagyó 6 állapotú túlhevített gQz a kondenzátorban lecsapódva, majd az utóhqtQbQl kikerülve a fojtás után 9 állapotú nedves gQz állapotba kerül. A nedvesgQz 5 állapotú gQzfázisát a 2. kompresszor szállítja el, míg a 3. állapotú folyadékfázisa az újabb fojtás után 4 állapotú nedvesgQz állapotban kerül az elpárologtatóba. Az elpárolgási és kondenzációs nyomások alapján a közbensQ nyomás szokásos értéke EMBED Equation.3 .
Kétfokozatú, kaszkád-kapcsolású hqtQberendezés elvi vázlata és log p-h diagramja
Az ábrán az ún. Kaszkád - kapcsolás látható. A lényege az, hogy az egyes fokozatokat alkotó zárt hqtQkörfolyamatok egymással sorba vannak kapcsolva. Az alacsonyabb fokozat kondenzátorát a magasabb fokozat elpárologtatója hqti. A rendszer fQ elQnye, hogy mindegyik fokozatban a hQmérsékletviszonyoknak legjobban megfelelQ hqtQközeg alkalmazható. A felületen keresztül történQ hQátadás következtében az alsó fokozat kompresszora a közbensQ Tk hQmérséklethez tartozó pk telítési nyomásnál kissé magasabb nyomásra kell komprimálni. A felsQ fokozatban viszont a kompresszió a közbensQ nyomásnál kissé alacsonyabb nyomásról indul.
Abszorpciós hqtQgépek
Folyamatos mqködésq abszorpciós hqtQgép elvi vázlata
Összehasonlítva a 9. ábrán látható hqtQkörfolyamatot az 1. és 2. ábrán láthatóakkal, megállapíthatjuk, hogy csupán egy különbség van a kettQ között, hogy az abszorpciós hqtQgépben a kompresszor helyett egy más egységet, egy ún. termikus kompresszort alkalmaznak. Az abszorpciós hqtQgép egy a hqtQközeg elnyeletésére alkalmas oldó közeget használ (pl. NH3 hqtQközeg H20-ban oldva). Mivel a abszorpciós hqtQgépeknél a hqtQközeg gQze mindig tartalmaz valamennyi oldószert, ezért az elpárologtatóban a rendszer két komponensq, ezért az elpárolgás itt növekvQ hQmérséklet mellett történik. Hasonló jelenség zajlik le a kondenzátorban, a kétfázisú közeg miatt a kondenzáció csökkenQ
hQmérséklet mellett megy végbe. Az elpárologtatóból kijövQ 8 (po, T8) állapotú gQzfázisú hqtQközeget az o oldó (vagy elnyeletQ) edénybe juttatjuk az oldó folyadékon keresztül átbuborékoltatva. Az oldóban lévQ oldószer hqtésével tudjuk fokozni az elnyelQképességet, így gazdag oldatot kapunk. A gazdag oldatot az Sz oldatszivattyú segítségével juttatjuk a ka kazánba (vagy kiqzQbe). A kazánban az oldatot fqtjük és az oldattal közölt hQ segítségével az oldatból kiqzzük az elnyeletett hqtQközeget, mivel a folyadék gázoldó képessége a hQmérséklet növelésével csökken. A hQközlés hatására a kazánban lévQ hqtQközeg gQz 5 (p,T5) állapotba kerül. Ezt vezetjük be a k kondenzátorba, ahol a gQz lecsapódik, 6 (p,T6) állapotú folyadék keletkezik, ami a fojtáson keresztül vezetve 7 (poT7) kerül be az e elpárologtatóba.
Entalpia-koncentráció (h-x) diagram
Az abszorpciós hqtQkörfolyamatok ábrázolására a h-x diagram a legmegfelelQbb, mert alkalmas közvetlenül hQ-és anyagmennyiségek meghatározására. Az ábrán látható, hogy a függQleges tengelyre az entalpiaértékek, a vízszintes tengelyre a koncentráció értékek vannak feltüntetve (NH3-H20 hqtQközeg oldószer párosra). A diagram egy adott p nyomásra érvényes. Több nyomás esetén a vonalakra ráírják a nyomásértéket. A kondenzációs vonal az adott p nyomáson a különbözQ x koncentrációkhoz tartozó telített gQzállapotokat jelentQ pontokat köti össze. A x = 0 vonalon lévQ pontja p nyomású száraz telített vízgQzt, míg a x =1 vonalon fekvQ pontja p nyomású száraz telített ammóniagQzt jelent. A forrásvonal p nyomáshoz tartozó telítési hQmérsékletq különbözQ koncentrációjú folyadék állapotokat jelentQ pontokat köti össze. A kondenzációs és forrásvonal közötti területen nedvesgQz van, a kondenzációs vonal felett túlhevített gQz, a forrásvonal alatt túlhqtött folyadék vagy szilárd halmazállapot található. Az azonos hQmérsékletq pontokat összekötQ izotermákat szaggatott vonalak jelzik. Az izotermák felfelé haladva növekvQ hQmérsékletértékeket jelentenek. A diagram segítségével az entalpia különbségekbQl meghatározhatók a hQmennyiségek illetve a kétfázisú mezQben a fordított karok szabályát alkalmazva a fázismennyiségek.
Folyamatos mqködésq abszorpciós hqtQgép állapotváltozási diagramja
A diagramban látható 7-tQl 5-ig tartó vastag függQleges vonal ábrázolja a hqtQfolyamat állapotváltozásait. Az 1-2, 3-4-1 vastag vonallal ábrázolt folyamat az oldat körfolyamata. Az oldóban lévQ xg koncentrációjú, T4 hQmérsékletq és po nyomású gazdagoldat a 4 állapotnak felel meg. Az oldatszivattyúban az oldat hQmérséklete az 1 állapotnak megfelelQ T1 hQmérsékletre melegszik, majd a kazánba jutva az 1 állapotú gazdagoldat a kívülrQl közölt hQ hatására elQször a p kazánnyomás és a T5 telítési hQmérsékletre melegszik, majd gQzfázis válik ki belQle (5 állapot) miközben a folyadék hQmérséklete tovább emelkedik, koncentrációja pedig csökken (2 állapot). Látható, hogy az 5-nek megfelelQ gQzkoncentráció kisebb 1-nél, azaz oldószert (vizet) tartalmazó nedvesgQzt kaptunk. A gQzbQl a kazán felsQ részében található ún. rektifikáló oszlop segítségével választjuk le a vizet. A 2 állapotú szegény oldat fojtása állandó entalpia érték mellett történik, ezért a fojtóból kikerülQ 3 állapot a 2 ponttal egybeesik az ábrán, de az oldóba érve nyomása és hQmérséklete lecsökken, 4 állapotba kerül.
A kazánból távozó 5 (p, T5) állapotú, xh koncentrációjú gQz a kondenzátorban kondenzálódik és a rendelkezésre álló hqtQközeg 6 állapotba kerül. A fojtáson átjutva a folyadék eléri az elpárologtatóban a 7-nek megfelelQ (po,T7) állapotot. Mivel a fojtás állandó entalpia értéken történik, ezért a 6 és a 7 pontok egybeesnek. Az elpárologtatóban a hqtendQ közegbQl elvont hQ hatására a hqtQközeg a 8 állapotba kerül. Az elpárologtatóból az oldóba érkezQ 8 állapotú gQz elnyeletQdik és 4 állapotú gazdagoldat keletkezik.
Az ábrából láthatóak az alábbiak:
qo = h8 h7
q = h5 h6
Folyamatos mqködésq abszorpciós hqtQgép az oldatok hQcseréjét biztosító hQcserélQ alkalmazásával
A fajlagos hqtQteljesítmény növelése érdekében az abszorpciós hqtQkörfolyamatban a hideg szegény-és meleg gazdagoldat között célszerq hQcserélést végezni. Ezáltal a gazdagoldatot elQmelegítjük és a szegényoldatot utóhqtjük.
Kétfokozatú abszorpciós hqtQgép elvi vázlata
Abszorpciós hqtQgépeknél is szükséges a nyomásviszony növelése érdekében kétfokozatú abszorpciós hqtQgép alkalmazása. Az ábrán látható, hogy kétfokozatú abszorpciós hqtQgép 2 db egyfokozatú sorbakapcsolásával készíthetQ.
Hasonló témájú dokumentumok
Egyelőre még egyetlen hasonló témájú file sincs feltöltve a rendszerbe
A mások által feltöltött dokumentumokat értékelheted. Ha úgy ítéled meg, hogy a vizsgára való felkészülés szempontjából hasznos volt egy dokumentum, akkor adj rá sokcsillagos értékelést.
Ha hibákat tartalmaz, vagy egyéb probléma van vele, akkor keveset.
A dokumentumok sorrendje az értékelések alapján adódik. Ami fentebb van a listában, azt hasznosabbnak ítélték társaid. Az új dokumentumok pedig (értékelések hiányában) szintén a lista tetején kezdenek.
Hozzászólások
Ha észrevételed van egy dokumentummal kapcsolatban (például hibát találtál benne), akkor a Hozzászólások részben jelezheted. Az olyan jellegű kérdéseket mint pl.: A 2. feladat 4. sorából milyen átalakítással jutottunk az 5. sorban szereplő képlethez? - szintén ide érdemes írni
Egy tipp az oldalhoz! - Add hozzá azokat a tantárgyakat a saját tárgyakhoz, melyeket aktuálisan hallgatsz a félév során. Így megkapod mások üzeneteit akik tantárggyal kapcsolatban írnak, illetve Te magad is írhatsz ezzel kapcsolatban. Írhatsz naptári bejegyzést, kitöltheted a tantárgyi adatlapját és egy tárgy lapján látod azokat a hallgatókat akik szintén felvették ebben a félévben a tárgyat.
Egy felsőoktatási közösségi oldal amely segít kapcsolatot tartani a hallgatók között, így segítséget nyújt a sikeres tanulmányokhoz...
