作业：氨水吸收式制冷机 (2).docx

氨水吸收式制冷机的计算
姓名：李泓坤学号：201230110353专业：制冷及低温工程
计算：设有带精馏装置的单级低温氨吸收式制冷机，试进行热计算。该制冷机的参数如下：制冷量QE=1000,000kcal/h；蒸发温度tE=-34℃；冷却水温=23℃；加热蒸汽压=3kgf/cm2G.
循环的确定
本计算题中以实际循环为准，及其中考虑了不完全精馏和吸收；装置和配管内有压力损失；以及有不完全热交换等因素。因此确定循环的各点时，假定与理想循环有一定的偏离。
引入的假定如下：
精馏后蒸气浓度ξ=0.998
实际蒸发温度tEA=tE=-34℃
实际蒸发压力PEA=pE-0.05=0.95kgf/xm2abs
式中PE——对应于温度tE时的氨的饱和压力。
设冷却水并联流过冷凝器和吸收器。冷凝器，吸收器的状态如下：冷凝温度tC=30.4℃；冷凝压力PC=12kgf；过冷温度tu=27℃；吸收器溶液出口温度tAa=30℃；
求ξr处的点4的溶液出温度为tAE=tAa+9=39℃
溶液出口（浓溶液）浓度ξr=0.23kg/kg
而发生器中的状态如下：
加热蒸汽的饱和温度tD=143℃
发生器溶液出口温度tKE=tD-6=137℃
由上述等参数可求得溶液出口（稀溶液）浓度为ξa=0.18.
以上述为基础，可绘出如图1所示的循环图。表1中绘出了循环各点的压力、浓度、温度和焓值。

图1h-ξ图上表示的循环
表1图1中工作过程的状态值
浓度差Δξ=ξr-ξa=0.05
精馏后的浓度假定如下：
ξRa，=0.998（0.2%的水分）
因此，溶液循环比a按下式计算：
a=ξRa，-ξaξr-ξa=16.3kg/kg
表1图1中工作过程的状态值
点物性状态压力
/kgf/cm2abs温度
（℃）浓度
（%）h
（kcal/kg）1浓溶液发生器进口Pc=12tKA=125ξr=23hKA=1101’蒸汽与发生器进口平衡Pc=12tKA=125ξKA’=83hKA’=4846稀溶液发生器出口Pc=12tKE=137ξa=18hKE=1255a稀溶液吸收器进口PA=0.95tAe=48ξa=18hAe=314a浓溶液吸收器出口PA=0.95tAa=30ξr=23hAa=94b浓溶液分凝器出口Pc=12TRL=43ξr=23hRL=22E精馏
蒸汽精馏器出口Pc=12TRa=46ξKa’=99.8hRa’=4042a氨液冷凝器出口Pc=12Tu=27ξRa’=99.8hu=1132b氨液过冷器出口Pc=12Tf=1ξRa’=99.8hf=84.57氨饱和蒸汽蒸发器出口PE=1.0TE=-43ξRa’=99.8h’7=374g’过热蒸汽过冷器出口PE=1.0Tg=20ξRa’=99.8hg’=402.5
换热设备的热计算
（1）冷凝器的热负荷
精馏后蒸气的焓值：
PC=12kgf/cm2abs
ξRa，=0.998kcal/kg
由此从图中求得E，并可差得：
hRa，=404kcal/kg
过冷温度tu=27℃，由此可从图上求得点2a，并查得hu=113
因而过冷器的冷负荷计算如下：
qc=hRa，-hu=291kcal/kg
（2）蒸发器的热负荷
蒸发蒸气在tE=-34℃下进入过冷器，若过热至tg=20℃。即图中，点7的蒸气被加热至过热点g’。可将这部分氨蒸气看成是单纯的组份，因为蒸气的焓值可由氨的莫里尔图求得。但使用时应注意，h-ξ图焓的零点与莫里尔图焓的零点并不一致。h-ξ图中的零点在莫里尔图中为16.5kcal/kg。因此，将莫里尔图中读得的数值，通过下式换算成h-ξ中的数值：
h7，=390.5-16.5=374kcal/kg
hg，=419-16.5=402.5kcal/kg
若将蒸发器与过冷器作为一体考虑，则制冷效果qEN表示如下：
qEN=hg，-hu=402.5-113=289.5kcal/kg
（3）过冷器
蒸发温度愈低，设置过冷器愈有效。过冷器中的热交换量qN表示如下：
qN=hg，-h7，=402.5-374=28.5kcal/kg
氨液被过冷到tf。该点的焓hf求法如下：
hf=hu-qN=113-28.5kcal/kg
从h-ξ图中读出相应于hf点（2b）的温度，tf=1℃
无过冷器时的制冷效果qE用下式计算：
qE=h7，-hu=374-113=261kcal/kg
因此使用过冷器后的效果（qN/qE）表示如下：
qNqE=28.5261=0.109
(4)分凝器
从发生器加热面上发生的蒸气，和沸腾的浓溶液近似平衡，状态点用1’来表示，浓度ξKA，=0.83。在分凝器和精馏段中，蒸气精馏至ξRa，=0.998.回流理论比Rth由式求得：
Rth=ξRa，-ξKA，ξKA，-ξr=99.8-8383-23=0.28kg/kg
R=0.28