فرآیندهای ترمودینامیکی در چرخه تبرید پیچیده هستند. محاسبه با استفاده از فرمول ها و جداول به دلیل سه حالت مختلف مبرد از مایع، در حال جوش و گاز نیازمند تلاش قابل توجهی است. بنابراین، به دلایل ساده سازی کاتیون، نمودار log ph معرفی شد.
مفهوم چرخه تبرید
به طور کلی نمودار log ph وضعیت کل یک ماده را بسته به فشار و گرما نشان می دهد. برای تبرید، نمودار به مناطق مربوطه کاهش می یابد مایع و گازی و همچنین آنها فرم مخلوط.
محور عمودی فشار لگاریتمی و محور افقی آنتالپی c خاص را با مقیاس بندی خطی نشان می دهد. بر این اساس ایزوبارها افقی و ایزوآنتالپس ها عمودی هستند. مقیاس لگاریتمی امکان نمایش فرآیندهایی با اختلاف فشار زیاد را فراهم می کند.
منحنی بخار اشباع و منحنی نقطه جوش در نقطه بحرانی به هم می رسند ک.
• فشار پ
• آنتالپی خاص ساعت
• درجه حرارت تی
• حجم مشخص v
• آنتروپی خاص s
• محتوای گاز ایکس
نمودار ph لاگ
ویژگی متمایز چرخه تبرید این است که در خلاف جهت عقربه های ساعت کار می کند، یعنی مخالف چرخه ژول یا بخار. تغییر حالت زمانی رخ می دهد که مبرد از یکی از چهار جزء اصلی کارخانه تبرید عبور کند. چرخه تبرید واقعی شامل تغییرات زیر است:
- سبز = کمپرسور
- قرمز = کندانسور
- زرد = شیر انبساط
- آبی = اواپراتور
- 1-2 فشرده سازی پلی تروپیک به فشار متراکم (برای مقایسه فشرده سازی ایزنتروپیک 1 - 2)
- 2 - 2 اینچ خنک کننده ایزوباریک، گرم کردن بخار فوق گرم
- 2" - 3" تراکم ایزوباریک
- 3 - 3 خنک کننده ایزوباریک، فوق خنک سازی مایع
- 3-4 انبساط isenthalpic تا فشار تبخیر
- 4 - 1' تبخیر ایزوباریک
- 1 - 1 گرمایش ایزوباریک، گرمایش فوق العاده بخار
مقادیر خاص انرژی
The مقادیر خاص انرژی که می توانند جذب و رها شوند تا به نقاط حالت برسند به عنوان خطوط در نمودار log ph مشخص شده اند. آنتالپی خاص ساعت می توان برای هر نقطه حالت جداگانه مستقیماً از نمودار log ph خواند.
اگر نرخ جریان جرمی مبرد شناخته شده باشد، مربوط می شود خروجی حرارتی را می توان با استفاده از آنتالپی خاص در نقطه حالت مربوطه محاسبه کرد.
- خط h1 – h4 = q0 مربوط به سرمایش است و با ضرب در دبی جرمی باعث ایجاد ظرفیت تبرید می شود.
- خط h2 – h1 = pv مربوط به کار فنی کمپرسور است که در واقع به مبرد منتقل می شود.
- خط h2 – h3 = qج با گرمای ساطع شده مطابقت دارد و با ضرب در دبی جرمی، ظرفیت کندانسور را ایجاد می کند. این گرمای تلف شده از یک کارخانه تبرید است.
محدود کردن ایزوبارها
- پ1 فشار تبخیر
- پ2 فشار چگالش
فرآیند فشرده سازی
- شناسایی نقطه تقاطع ایزوبارها ص1 با دمای ورودی کمپرسور T1 به حالت امتیاز 1 می دهد.
- شناسایی نقطه تقاطع ایزوبارها ص2 با دمای ورودی کندانسور T2 به حالت امتیاز 2 می دهد.
- اتصال بین دو نقطه حالت 1 و 2 فرآیند فشرده سازی را توصیف می کند
گسترش Isenthalpic
شناسایی نقطه تقاطع ایزوبارها ص2 با دمای T3 در خروجی کندانسور حالت 3 را نشان می دهد.
انبساط یک فرآیند isenthalpic است. بنابراین، نقطه تقاطع علامت گذاری شده قبلی را می توان به ایزوبارهای p متصل کرد1 توسط یک خط عمودی این منجر به آخرین حالت نقطه 4 با دمای تبخیر T می شود4
مقادیر خاص آنتالپی را آشکار کنید
هنگام محاسبه حالت های عملیاتی یک کارخانه تبرید، لازم است آنتالپی های خاص تغییرات فردی را تعیین کنید. روند کار به صورت زیر است:
آنتالپی خاص را می توان با استفاده از اتصال عمودی نقاط حالت و محور x خواند.
- ساعت1 مشخصات آنتالپی پس از اواپراتور
- ساعت2 مشخصات آنتالپی پس از کمپرسور
- ساعت3 مشخصات آنتالپی پس از کندانسور
- ساعت4 مشخصات آنتالپی پس از شیر انبساط
ظرفیت تبرید خاص q0 و ظرفیت تراکم خاص qج می توان مستقیماً از نمودار log ph خواند.
ظرفیت تبرید خاص q0 = ساعت1 - h4
ظرفیت تراکم خاص qج = ساعت2 - h3