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
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
The log p-h diagram plots the logarithmic pressure (p) against the enthalpy (h) of the refrigerant, providing a comprehensive view of the refrigerant’s state changes during the refrigeration cycle. The diagram shows the relationships between pressure, temperature, and enthalpy, enabling engineers to visualize the refrigerant’s state changes and identify the different regions of the cycle, such as compression, condensation, expansion, and evaporation.
The log p-h diagram in a refrigeration cycle typically shows three key regions: the liquid region, the boiling region, and the gaseous region. The liquid region represents the refrigerant’s state during the condensation process, while the boiling region represents the refrigerant’s state during the evaporation process. The gaseous region represents the refrigerant’s state during the compression process. The diagram may also show the mixed forms of these regions, such as the liquid-gas mixture during the expansion process.
The log p-h diagram can help identify inefficiencies in a refrigeration cycle by revealing deviations from the ideal cycle. For example, if the diagram shows a larger than expected pressure drop during the expansion process, it may indicate an inefficient expansion valve. Similarly, if the diagram shows a higher than expected temperature during the condensation process, it may indicate an inefficient condenser. By analyzing the log p-h diagram, engineers can identify areas for improvement and optimize the refrigeration cycle for better performance and efficiency.
Yes, the log p-h diagram can be used for other types of refrigeration cycles, including absorption refrigeration. While the specific regions and processes may differ, the log p-h diagram provides a general framework for analyzing the thermodynamic state changes of the refrigerant. By adapting the diagram to the specific characteristics of the absorption refrigeration cycle, engineers can use it to analyze and optimize the performance of these systems.
The log p-h diagram is related to other thermodynamic diagrams, such as the T-s diagram, in that they all provide visual representations of the thermodynamic state changes of a system. While the log p-h diagram plots pressure against enthalpy, the T-s diagram plots temperature against entropy. Both diagrams can be used to analyze the refrigeration cycle, but the log p-h diagram is particularly useful for refrigeration systems due to its ability to show the relationships between pressure, temperature, and enthalpy.
