101172

Pmin = ^mN2 * ^wrnin = 10 ³kg/s*772,68 kJ/kg=772,68 W Zad.4

W idealnym procesie skraplania w ciągu lh 1 Iitr0₂. Warunki początkowe procesu lbar, 290 K. Obliczyć pracę minimalną.

a)    hl (1 bar, 290 K)=537,41 kJ/kg sl (1 bar, 290 K)=3,89 kJ/kg*K

b)    hF (1 bar, 90 K)=139,93 kJ/kg sF (1 bar, 90 K)=0,44 kJ/kg*K

q=T(S! - s₂)=290*(3,89+0,44)=1255,7 kg/m³

<2 = 7^2 *<7 = 1208 W?

w_min = 290 * (3,89 - 0,44) - (537,41 - 139,93)

= 603,02 kJ/kg

Pmin = ^mN2 * w_młn = 10~³ kg/s*603,02 kJ/kg=1932 W

Zad.5

Strumień azotu skraplany jest w układzie J-T. Początkowe parametry N2 wynoszą: P=lbar, T=290K.

P₂ = 50bar za skraplarka (sprężanie izotermiczne). Obliczyć wydajność skraplania, pracę skraplarki odniesioną do jednostki masy gazu sprężonego oraz pracę skraplarki odniesioną do jednostki masy gazu skroplonego.

CYKL JOULE'A-TOMSONA

Pi = 1 bar,T_x = 290 K,P₂ = 50 bar,T₂ = 290 K Bilans skroplin:

ih ♦ h₂ = rhf * hf + (m — thf) * /ij 7ń ♦ h₂ = thf * hf + mhi - thf hi th ♦ (/i₂ - h_x) = thf * (hf + hi)

Wydajność skraplania: y = — = **² f.¹

iń hf+h\

/i, = 505r-,h_x = 494—-, /i* = 82^-,y=0,026

kg ¹    kg ¹    kg

W

Praca właściwa sprężania izotermicznego: — = h₂ — h_x + T * (sj — s₂)kj/kg W=494-505+290 K*(3,890-2,700)=335 kJ/kg gazu sprężonego - = -♦ — =    — 12850 kJ/kg gazu skroplonego

mf y m 0,026

Zad.6

Chłodziarka J-T napełniona jest czystym azotem (strumień lg/s). Gaz o temperaturze 300 K sprężany jest izotermicznie do ciśnienia 12 MPa. Zakładając, ze wymiennik ciepła opuszczają wyłącznie nasycone pary azotu. Obliczyć współczynnik efektywności chłodniczej chłodziarki. P, = 1 bar,Ti = 300 K,P₂ = 120 bar,T₂ = 300 K