دانلود گزارش کار آزمایشگاه ترمودینامیک - سیکل تبرید جذبی (docx) 1 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 1 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

هدف آزمایش: بررسی بازده سیکل تبرید جذبی در توان های مختلف (بهترین حالت ایجاد سرمایش) وسایل آزمایش: دستگاه سیکل تبرید جذبی – ساعت (برای تایین فواصل بین یادداشت اعداد) مقدمه:سیستم جذبی اولین بار در سال 1860 به وسیله (Fereinand Carre) فرانسوی کشف شد ، به این ترتیب اگر در سیستم تراکمی بخار ، به جای یک کمپرسور ژنراتور و یک جاذب قرار دهیم ، نتیجه یک سیستم جذبی ساده خواهد شد. شکل (1) شمای یک سیستم جذبی را نشان می دهد ، که در آن ژنراتور و جذب کننده ، مبرد تبخیر شده در فشار اواپراتور را به فشار کندانسور می رساند. طرز کار به این صورت است که بخار تبخیر شده در اواپراتور، وارد جذب کننده شده ، درجه حرارت محلول جاذب را بالا می برد. این حرارت به کمک یک کویل سرد خارج خواهد شد. محلول جاذب در این مرحله قوی بوده ، زیرا از مبرد غنی می باشد، این محلول به کمک پمپ وارد ژنراتور خواهد شد. در ژنراتور درجه حرارت آن با افزایش حرارت بالا رفته و بخار مبرد در درجه حرارت و فشار بالا به طرف کندانسور رانده می شود. محلول جاذب داخل ژنراتور به علت از دست دادن مبرد مانند سیکل تراکمی به کندانسور و شیر انبساط و اواپراتور خواهد رفت.در سیستم جذبی کار مکانیکی کمی لازم است ، زیرا به جای کمپرسور که کار مکانیکی زیادی انجام می دهد ، پمپ با کار مکانیکی صرف نظر کردنی به کار رفته و کسب انرژی به صورت انرژی حرارتی از ژنراتور خواهد بود. سیستم جذبی آب – آمونیاک:در این سیستم ، مبرد آمونیاک و سیال جاذب ، آب می باشد. سیستم جذبی آب آمونیاک که تنها سیستم جذبی بوده که سال ها در صنایع از آن استفاده می گردید ، امروزه نیز ، خصوصا در تبرید با درجات حرارت پائین C 32 به کار می رود. روش دیگر استفاده از سیستم لیتیوم بروماید– آب می باشد که امروزه برای تولید آب سرد در تهویه مطبوع و غیره به کار می رود.با تعیین مقدار حرارتی که در ژنراتور کسب شده و مقدار حرارتی که در جذب کننده و کندانسور از دست رفته می توان مقدار سرمائی را که در اواپراتور حاصل شده تعیین نمود. سیستم آب – آمونیاک ، در فشار بالا کار کرده و ضریب عملکرد آن نسبت به سیستم لیتیوم بروماید – آب ، خیلی کمتر می باشد ، که یکی از دلایل اصلی جایگزینی سیستم های لیتیوم بروماید – آب ، به جای سیستم های آب – آمونیاک می باشد. تئوری آزمایش: در دمای معمولی آمونیاک در آب حل می شود ولی اگر به مخلوط آمونیاک و آب گرما بدهیم چون آمونیاک بسیار جوشنده تر از آب می باشد آمونیاک آغاز به جوشیدن نموده و از مخلوط آب و آمونیاک به صورت گاز بخار آمونیاک گرم متصاعد شده و مقذاری بخار اب نیز با خود همراه کرده تبخیر می کند.در سر راه این بخار گرم یک جدا کننده قرار دارد که قطره های آب را از بخار آمونیاک جدا کرده و درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بر می گرداند.( این قسمت را داشته باشید تا بعد زیرا در راه بازگشت این آب جدا شده به مخزن یک اتفاق دیگر هم می افتد.سپس این آمونیاک مایع سرد تر شده ( دارای دمایی بالاتر از دمای محیط) وارد محفظه و لوله های پره دار دیگری می شود که درون یخچال جای دارد و در معرض گاز هیدروژنی که درون این محفظه قرار دارد واقع می شود و به سرعت بخار شده و جهت تبخیر گرمای محیط درون یخچال را جذب می کند.( در نتیجه درون یخچال سرد می شود.سپس مخلوط آمونیاک و هیدروژنی که به صورت مخلوط گازی سردی است وارد جذب کننده می گردد درون جذب کننده مخلوط آمونیاک و هیدروژن با آبی که در مرحله دوم از گاز داغ آمونیاک جدا شده بود تماس داده می شوند.در این جا آمونیاک که درون آب بسیار حل شونده تر از هیدروژن است درون اب حل می شود و هیدروژن جدا شده دوباره به درون محفظه بخارنده ( اواپراتور - که همان محفظه درون یخچال باشد ) باز می گردد.مخلوط آب و آمونیاک دوباره به درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بازگشته و توسط گرمای شعله نفت دوباره بخار شده و مراحل 1 تا 6 به صورت چرخه دوباره تکرار می شود.دلیل تبخیر آمونیاک در هیدروژن چیست؟برای پاسخ به این پرسش باید به ترمودینامیک محلول ها نگاهی بیندازیم. می کوشم با یک مثال ساده پاسخ پرسشتان را بدهم.ببینید. آب خالص در 100 درجه می جوشد و در صفر درجه یخ می زند ولی اگر به آب مقداری نمک بیفزاییم دیگر در 100 درجه نمی جوشد بلکه در دمایی بالاتر از 100 درجه می جوشد. اگر به آب مایعی مانند الکل بیفزاییم در صفر درجه یخ نمی زند بلکه در دمایی پایینتر یخ می زند و در دمایی پایین تر از 100 درجه نیز تبخیر می شود. همین جریان در باره آمونیاک و گاز هیدروژن اتفاق می افتد.آمونیاک خالص در دما و فشار اتاق به صورت گاز است ولی آمونیاکی که از کندانسور بیرون می اید دارای دمای بالاتر از اتاق و فشاری به مراتب بیشتر از اتاق می باشد.( این فشار از طریق بخارهای متصاعد شده از روی چراغ نفتی تامین می شود) پس دقیقا در درلحظه پیش از واردشدن امونیاک به اواپراتور آمونیاک خالص به صورت مایع می باشد.این آمونیاک وقتی درون اواپراتور با هیدروژن در هم حل بشوند نقطه جوش محلول آمونیاک هیدروژن بسیار بسیار پایین تر از نقطه جوش آمونیک خالص می باشد بنابراین آمونیاک با هر دمایی هم که وارد اواپراتور شده باشد محلول آمونیاک و هیدروژن فورا تبخیر می شو د حتی اگر دمای اواپراتور –دمای درون یخچال -خیلی پایین تر از صفر درجه باشد. سیستم جذبی تکمیل شده:در سیستم جذبی مذکور، می توان برای بالا بردن راندمان حرارتی ، تغییراتی داد.مثلا با تقلیل آبی که در اواپراتور جریان خواهد یافت ، راندمان را می توان بالا برد ، کار دیگری نیز که می توان برای بالا بردن راندمان انجام داد، قراردادن یک مبدل حرارتی بین جذب کننده و ژنراتور می باشد. در سیستم جذبی یک رکتیفایر و یک آنالیزور برای نقصان مقدار مایعی که احتمالا وارد کندانسور خواهد شد ، در نظر گرفته شده است.آنالیزر از یک سری پره تشکیل شده که در بالای ژنراتور قرار می گیرد ، محلول قوی جذب کننده از این پره ها عبور کرده و بخاری که از ژنراتور بالا می رود به این وسیله سرد شده و علاوه بر این مقداری از بخار آب را نیز تقطیر خواهد کرد. در رکتیفایر نیز کویل آب سرد خواهیم داشت. مقداری بخار آب و ( قدری آمونیاک) تقطیر شده ، به ژنراتور بر می گردد. مبدلی که بین جذب کننده و ژنراتور قرار می دهند ، مفیده بوده ، زیرا محلول قوی که از جذب کننده به ژنراتور فرستاده می شود، گرم شده و محلول ضعیف ژنراتور که به جذب کننده برمی گردد ، سرد خواهد شد. در حقیقت با این مبدل از مقدار حرارتی که به ژنراتور و مقدار سرمائی که به جذب کننده باید وارد شود ، کاسته خواهد شد. ویژگی برجسته این سیستم در بین سیستمهای تبرید نیاز به کار کم فقط برای پمپ مایع است و پمپ کردن فقط برای مایع صورت می گیرد. این نتیجه از این واقعیت به دست می آید که برای یک فرآیند بازگشت پذیر جریان پایدار که در آن از تغییرات انرژی جنبشی و پتانسیل صرف نظر شده باشد کار برابر است و حجم مخصوص مایع بسیار کمتر از بخار است.از طرفی برای این سیستم یک منبع درجه حرارت بالا لازم است و باید در دسترس باشد. تعداد تجهیزات سیستم جذبی بیشتر از تراکم بخار است و معمولا در حالتی که یک منبع درجه حرارت بالا در دسترس باشد به صرفه می باشد.سیکل جذبی اثبات می کند که یک فرآیند تراکم می تواند با کوچکترین حجم مخصوص ممکن صورت گیرد، زیرا همانطور که گفته شد در یک فرآیند برگشت پذیر جریان پایدار که انرژی جنبشی و پتانسیل تغییرات کمی داشته باشند کار برابر است.در سیکل جذبی قطعات بیشتری وجود دارند و در حقیقت پمپ، جاذب و مولد سه وسیله ای هستند که کار کمپرسور را در سیکل تبرید تراکمی انجام می دهند. ولی در عین حال احتیاج به کار کمتری وجود دارد. برای بهبود خلوص بخار آمونیاک ورودی به کندانسور بعد از مولد یک تقطیر کننده قرار می گیرد. که این دستگاه تقطیر مقدار آب باقی مانده به صورت بخار را از سیکل خارج می کند و بر می گرداند. همچنین محلول قوی آمونیاک که از جاذب به مولد می آید، در قسمت بالای مولد وارد می شود که به آن آنالیزر گفته می شود. این وسیله برای بالا بردن راندمان مولد می باشد به طوری که با حرکت محلول از بالا به پایین و انتقال حرارت از پایین به بالا آمونیاک محلول قوی جدا شده و آب و محلول ضعیف باقی مانده دوباره به جاذب بر می گردد. مقایسه سیستم لیتیم-بروماید با سیستم آب-آمونیاک:در مورد سیستم لیتیم- بروماید بخار اب خالص ژنراتور را ترک می کند. زیرا برومید لیتیم که به صورت نمک است قابلیت تبخیر ندارد در نتیجه کار بسیار ساده تر خواهد شد. زیرا جدا کن و رکتیفایر در این مورد حذف می شوند، در حالیکه در مورد سیستم آمونیاک-آب وجود آنها الزامی است. به علاوه مسئله جمع شدن آب در اواپراتور که در مورد سیستم آمونیاک-آب وجود داشت، در مورد این سیستم منفی است. فشار کل این سیستم حدود 0.15 بار (100 میلیمتر جیوه مطلق) می باشد. در نتیجه سیستم برای فشارهای زیاد طراحی نمی شود.فشار در داخل سیستم کمتر از یک اتمسفر است، در نتیجه امکان انفجار وجود ندارد. آمونیاک مبردی سمی است و از آن نمی توان مستقیما برای سیستم های تهویه مطبوع استفاده کرد. تصویر 1- سیکل تبرید جذبی آمونیاک تصویر2- دستگاه سیکل تبرید جذبی تصویر 3- نمایی نزدیک از اجزای مختلف سیکل تبرید جذبی شرح آزمایش: دستگاه را روشن کرده و عملکرد آن در توان های مختلف مقایسه می کنیم به این صورت که در فواصل 25 دقیقه ای 4 بار و هر بار 10 واحد توان دستگاه را افزایش می دهیم و دماهای اواپراتور ، جذب کننده ، ورودی به ژنراتور و خروجی از آن را یادداشت کرده و با محاسبه بازده سیکل بهترین توان برای دستگاه را مشخص می کنیم. اعداد آزمایش در جدول زیر مرتب شده است: دمای محلول خروجی از ژنراتور(Ts)دمای محلول ورودی به ژنراتوردمای جذب کننده(T0)دمای اواپراتور(TL)توانزمانتکرار آزمایش105.554.333.9-0.346.910:07 الی 10:471112.357.837.3-3.656.610:50 الی 11:152119.154.441-9.666.711:15 الی 11:353119.266.244.1-10.477.011:35 الی 12:004 حال با توجه به اعداد موجود در جدول از رابطه زیر بازده هر مرحله را محاسبه کرده و مقایسه می کنیم: COPrev,abs= (1 - T0Ts)(TlT0-Tl) با جایگذاری اعداد مراحل مختلف در فرمول بالا نتایج زیر بدست می آید: COP1= -5.95*10-3 COP2= -5.89*10-2 COP3= -1.24*10-1 COP4= -1.20*10-1 با توجه به اعداد به دست آمده، بازده در مراحل سوم و چهارم بیشتر است و تفاوت چندانی بین بازده در این دو مرحله وجود ندارد ولی چون توان مصرفی مرحله سوم کمتر است و همچنین بازده آن هر چند اندک ولی بیشتر از مرحله چهارم است پس به طور کلی مرحله سوم به صرفه تر از مراحل دیگر است.

کسب درآمد حلال و اصولی با فروش فایل