مهندسین جوان

v  هدف از آزمايش :

عملکرد سیکل از نظر ترمودینامیکی مورد بررسی قرار می گیرد.

v  تئورى آ زمايش:

اين سيستم داراى يك سيكل مى باشد كه ا ز چها ر قسمت زير تشكيل شده است؛

1- كمپرسور

2- كندانسور

3- شير تروپلينگ

4- اوا پرا تور

در سیکل تبرید تراکمی (سیال عامل وقتی وارد کمپرسور می شود حتما" بصورت بخار است.

خاصيت كمپرسور. بردن فشار به بالا وكاهش دما مى باشد . سيا ل مورد استفاده در اين سيكل

 R-12 ( فرئون12) مى باشد كه در ا بتدا كمپرسور سيال موجود در آن را منبسط مى كند وسيا ل

به صورت بخا ر سوپرهيت كه داراى فشار بالا ودماى تقريبى ، حدود(  ْ100 c- 80 T = ) را دارا

مى باشد ازآن خارج مى شود . سپس اين بخا ر سوپرهيت وارد دستگاه د يگرى بنام كندانسور

مى شود .اين كندانسور دما ى فرئون را تا دماى محيط كه تقريبا ً برا بر با (c    ْ30 20–) مى باشد

مى رساند. كه اين دما در زمستان و تابستان با هم فرق مى كند .

v    نكته: لازم به ذكر است كه كارپايين آوردن دماى فرئون در داخل كندانسوررا،  آ بى كه

در اطرا ف لوله هاى كندانسور جريان دارد انجام مى دهد كه اين آب داراى د بى جرمى ω  ْm

و دماى ورودى Tω 1 وخروجى2 Tω مى باشد.در نتيجه دماى QH به محيط پس مى دهد.

حالت فر ئون در خروجى ا ز كندانسور به صورت ما يع ا شباع مى با شد كه بهترين حا لت هم

مى باشد ولى اگر به صورت مايع مترا كم هم باشد تفا وت زيادى نمى كند.

سپس اين سيا ل كه بصورت مايع متراكم مى باشد وارد وسيله ديگرى بنام شير تروپلينگ مى شود

، خاصيت شير تروپلينگ ا ين است كه اغلب سيالات را در آ نتالپى ثا بت ، فشا ر آ نها را كاهش

مى دهد كه كا هش فشار باعث كاهش دما هم مى شود كه فرئون هم جز اين سيالات مى با شد كه

فشار آن كاهش مى يابد در نتيجه دماى آن هم كاهش مى يابد. كه براى كاهش فشار در شير

تروپلينگ از يك لوله با طول L و قطر كم D استفاده مى كنند.

↑∆ P =f ↑L∕ ↓D ρ V^2 ∕ 2

كه اگر L زياد و D كم شود باعث مى شود كه ∆ P زياد شود.

دماى سيال خروجى از شير تروپلينگ تقريبا ً برابر با ْT ≈ -20 C  مى باشد.

حالت سيال در خروج از شير تروپلينگ به صورت مخلوطى از مايع و بخار مى باشد كه

وارد دستگاه ديگرى بنام اوا پراتور مى شود كه ا وا پراتور ا ز محيط دماى  QL را

مى گيرد . كار تنظيم دما را در داخل ا وا پراتور ترموستات انجام مى دهد اگر دما بالا رود به

موتور دستور مىدهد كه زياد كار كند وبرعكس.

خروجى اواپراتور به صورت بخا ر ا شباع مى باشد كه ا ين دوباره وارد كمپرسور شده و اين  

چرخه ادامه پيدا مى كند.

v    نكته : اگر  ورودى به كمپرسور بخار ا شباع نباشد وقطره اى ا ز ما يع هم باشد

آنگاه كمپرسور آسيب مى بيند چون لوله متصل به كمپرسور به صورت مسى ا ست پس  حتما ً

اگر داخل آن ما يع هم باشد آن را تبد يل به بخار اشباع مى كند تا ورودى كمپرسور حتماً بخا ر

اشباع شود.

v  انرژى هاى ورودى وخروجى از نظر تر مو ديناميك:

كمپرسور كار W را مى گيرد وبخار اشباع را  با دريا فت اين كار به بخار سوپرهيت تبديل

مى كند.

كندانسور دماى QH را به محيط پس مى دهد .

اوا پراتور هم دماى QL را از محيط اخذ مى كند.

در حالت كلى داريم:                                                          W    +   QL   =  QH

v    نكته:

از يخچا ل مى  توان براى گرما دادن به محيط هم مى توان استفاده كرد ولى چون هزينه زيادى

مى برد در مقابل بخارى هاى گاز سوز وهر وسيله ديگر گاز سوزاز آن استفاده نمى كنند.

v    روش پيدا كردن ضريب عملكرد يخچا ل:

C.O.PR=QL / W                                                                                      

و

C.O.PHD=QH/W                                                                                     

كه براى محاسبه C.O.PR   ، W را از روى كنتور مى خوانيم ولى QL قابل محاسبه

نيست كه براى اين كار QH را محاسبه واز روى آن  QL را محاسبه مى كنيم . براى محاسبه

QH از فرمول زير ا ستفاده مى كنيم:                                                                    

QH= m`ω.cpω. (Tω2 - Tω 1)                                                                     

كه ω  ْm دبى جرمى آب و2 Tω دماى آب خروجى ا ز كندانسور و1 Tω دماى آب ورودى به

كندانسور مى باشد .در نتيجه QL از فرمول زير محاسبه مى شود:

QL= QH- W                                                                                                                                                                                         

ودر نهايتاً داريم:

C.O.PR= QL/W                                                                                       

v            شكل آزمايش:

نتايج آزمايش:         

v                اعداد زير را بعد از آزما يش داريم :

دماى خروجى كمپرسور =  ْ87.2c

دماى ورودى كمپرسور =ْ21.7c

دماى ورودى كندانسور  =  cْ58.8

دماى خروجى كندانسور  = ْ c 22.3

دماى خروجى شير تروپلينگ  = ْc 11

دماى خروجى اوا پراتور =ْc 19.4

فشار خروجى كمپرسور  =    psi  65

فشار ورودى كمپرسور  =  psi 5

زمان چرخش يك دور كنتور = sec 21

زمان پر شدن cc 300 =    sec 61

Tω2  دماى آب خروجى از كندانسور =  ْc 22.3

Tω1 دماى آب ورودى به كندانسور    =   ْ62.2 c

v      محاسبه C.O.PR   :

    دبى حجمى =  وزن / حجم

0.0003( m3) /61 (sec)   =دبى حجمى

ρ*  دبى حجمى = دبى جرمى 

ْmω دبى جرمى = 1000* 0.000004918 = 0.004918

QH=mω.cpω.( T ω2- Tω1)                                                                              

QH= 0.004918* 1.8723 * ( 23.3 – 19.5 )                                                         

1200        3.610^6            دوركنتور

                           =

1                   X  =3000 j         

QL=QH- W= 0.034990518 –142.85                                                                

ودر نتيجه داريم :

C.O.PR=QL / W                                                                                               

C.O.PR= ( -142.8150095) / (142.85)