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:سيستم جذبي اولين بار در سال 1860 به وسيله (Fereinand Carre) فرانسوي کشف شد ، به اين ترتيب اگر در سيستم تراکمي بخار ، به جاي يک کمپرسور ژنراتور و يک جاذب قرار دهيم ، نتيجه يک سيستم جذبي ساده خواهد شد. شکل (1) شماي يک سيستم جذبي را نشان مي دهد ، که در آن ژنراتور و جذب کننده ، مبرد تبخير شده در فشار اواپراتور را به فشار کندانسور مي رساند. طرز کار به اين صورت است که بخار تبخير شده در اواپراتور، وارد جذب کننده شده ، درجه حرارت محلول جاذب را بالا مي برد. اين حرارت به کمک يک کويل سرد خارج خواهد شد. محلول جاذب در اين مرحله قوي بوده ، زيرا از مبرد غني مي باشد، اين محلول به کمک پمپ وارد ژنراتور خواهد شد. در ژنراتور درجه حرارت آن با افزايش حرارت بالا رفته و بخار مبرد در درجه حرارت و فشار بالا به طرف کندانسور رانده مي شود. محلول جاذب داخل ژنراتور به علت از دست دادن مبرد مانند سيکل تراکمي به کندانسور و شير انبساط و اواپراتور خواهد رفت.در سيستم جذبي کار مکانيکي کمي لازم است ، زيرا به جاي کمپرسور که کار مکانيکي زيادي انجام مي دهد ، پمپ با کار مکانيکي صرف نظر کردني به کار رفته و کسب انرژي به صورت انرژي حرارتي از ژنراتور خواهد بود. سيستم جذبي آب – آمونياک:در اين سيستم ، مبرد آمونياک و سيال جاذب ، آب مي باشد. سيستم جذبي آب آمونياک که تنها سيستم جذبي بوده که سال ها در صنايع از آن استفاده مي گرديد ، امروزه نيز ، خصوصا در تبريد با درجات حرارت پائين C 32 به کار مي رود. روش ديگر استفاده از سيستم ليتيوم برومايد– آب مي باشد که امروزه براي توليد آب سرد در تهويه مطبوع و غيره به کار مي رود.با تعيين مقدار حرارتي که در ژنراتور کسب شده و مقدار حرارتي که در جذب کننده و کندانسور از دست رفته مي توان مقدار سرمائي را که در اواپراتور حاصل شده تعيين نمود. سيستم آب – آمونياک ، در فشار بالا کار کرده و ضريب عملکرد آن نسبت به سيستم ليتيوم برومايد – آب ، خيلي کمتر مي باشد ، که يکي از دلايل اصلي جايگزيني سيستم هاي ليتيوم برومايد – آب ، به جاي سيستم هاي آب – آمونياک مي 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. سيستم جذبي تکميل شده:در سيستم جذبي مذکور، مي توان براي بالا بردن راندمان حرارتي ، تغييراتي داد.مثلا با تقليل آبي که در اواپراتور جريان خواهد يافت ، راندمان را مي توان بالا برد ، کار ديگري نيز که مي توان براي بالا بردن راندمان انجام داد، قراردادن يک مبدل حرارتي بين جذب کننده و ژنراتور مي باشد. در سیستم جذبی يک رکتيفاير و يک آناليزور براي نقصان مقدار مايعي که احتمالا وارد کندانسور خواهد شد ، در نظر گرفته شده است.آناليزر از يک سري پره تشکيل شده که در بالاي ژنراتور قرار مي گيرد ، محلول قوي جذب کننده از اين پره ها عبور کرده و بخاري که از ژنراتور بالا مي رود به اين وسيله سرد شده و علاوه بر اين مقداري از بخار آب را نيز تقطير خواهد کرد. در رکتيفاير نيز کويل آب سرد خواهيم داشت. مقداري بخار آب و ( قدري آمونياک) تقطير شده ، به ژنراتور بر مي گردد. مبدلي که بين جذب کننده و ژنراتور قرار مي دهند ، مفيده بوده ، زيرا محلول قوي که از جذب کننده به ژنراتور فرستاده مي شود، گرم شده و محلول ضعيف ژنراتور که به جذب کننده برمي گردد ، سرد خواهد شد. در حقيقت با اين مبدل از مقدار حرارتي که به ژنراتور و مقدار سرمائي که به جذب کننده بايد وارد شود ، کاسته خواهد شد. ويژگي برجسته اين سيستم در بين سيستمهاي تبريد نياز به کار کم فقط براي پمپ مايع است و پمپ کردن فقط براي مايع صورت مي گيرد. اين نتيجه از اين واقعيت به دست مي آيد که براي يک فرآيند بازگشت پذير جريان پايدار که در آن از تغييرات انرژي جنبشي و پتانسيل صرف نظر شده باشد کار برابر است و حجم مخصوص مايع بسيار کمتر از بخار است.از طرفي براي اين سيستم يک منبع درجه حرارت بالا لازم است و بايد در دسترس باشد. تعداد تجهيزات سيستم جذبي بيشتر از تراکم بخار است و معمولا در حالتي که يک منبع درجه حرارت بالا در دسترس باشد به صرفه مي باشد.سيکل جذبي اثبات مي کند که يک فرآيند تراکم مي تواند با کوچکترين حجم مخصوص ممکن صورت گيرد، زيرا همانطور که گفته شد در يک فرآيند برگشت پذير جريان پايدار که انرژي جنبشي و پتانسيل تغييرات کمي داشته باشند کار برابر است.در سيکل جذبي قطعات بيشتري وجود دارند و در حقيقت پمپ، جاذب و مولد سه وسيله اي هستند که کار کمپرسور را در سيکل تبريد تراکمي انجام مي دهند. ولي در عين حال احتياج به کار کمتري وجود دارد. براي بهبود خلوص بخار آمونياک ورودي به کندانسور بعد از مولد يک تقطير کننده قرار مي گيرد. که اين دستگاه تقطير مقدار آب باقي مانده به صورت بخار را از سيکل خارج مي کند و بر مي گرداند. همچنين محلول قوي آمونياک که از جاذب به مولد مي آيد، در قسمت بالاي مولد وارد مي شود که به آن آناليزر گفته مي شود. اين وسيله براي بالا بردن راندمان مولد مي باشد به طوري که با حرکت محلول از بالا به پايين و انتقال حرارت از پايين به بالا آمونياک محلول قوي جدا شده و آب و محلول ضعيف باقي مانده دوباره به جاذب بر مي 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.