2種冷凍学識計算攻略-V

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ピストン押しのけ量(V)を攻略する。

 全頁で覚えた6つの公式の中から、ピストン押しのけ量(V)を求める過去問題を解いてみましょう。

簡単です。

 ピストン押しのけ量は、冷媒循環量qmrと冷凍能力Φoの関連公式2つあれば、たいがい求められるでしょう。

平成14年度 問1で出題された問題です。

2種冷凍平成14年度学識問1

この問題で指定されているものを読み出してみましょう。

  • 冷凍能力 Φo=90 [kW]
  • 体積効率 ηv=0.7
  • 比体積 v1=0.09 [m^3/kg]
  • 比エンタルピー h4=240 [kJ/kg]
  • 比エンタルピー h1=400 [kJ/kg]

 さぁ、ここで(1)式の登場ですよ、覚えていますか。

V・ηv=qmr・v

 求めるものは、ピストン押しのけ量 V なので、(1)式を変形します。

V・ηv=qmr・vの変形式

 指定されているものをあてはめてみましょう。

 ここに、v=v1 v=0.09 ηv=0.7

V・ηv=qmr・vの変形式に数値代入
ぅ〜む、qmrが分かれば V は出ますね!

 したらば、qmrを求める式は・・・(2)式を思い浮かべてください。

Φo=qmr(h1−h4)…(2)式

 求めるものは、冷媒循環量qmrなので、(2)式を変形します。

Φo=qmr(h1−h4)…(2)式変形

これで、冷媒循環量qmrを求めることができます、与えられた数値を代入します。

Φo=qmr(h1−h4)…(2)式変形数値代入

さぁ、先ほどの式にqmrの値を代入しましょう。

ピストン押しのけ量Vの答え

 答えは、(2)0.072[m3/s]ですね。ここで使った(1)式(2)式は、これから頻繁に使うので必ず覚えましょう。

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平成19年度 問1で出題された問題です。

2種学識平成19年度問1

 この問題で指定されているものを読み出してみましょう。

  • 冷凍能力 Φo=154 [kW]
  • 体積効率 ηv=0.7
  • 比体積 v1=0.08 [m^3/kg]
  • 比エンタルピー h4=246 [kJ/kg]
  • 比エンタルピー h1=402 [kJ/kg]

 全問と全く同じです。さぁ、ピストン押しのけ量 Vの含まれる(1)式を覚えましたでしょうか。

V・ηv=qmr・v

 求めるものは、ピストン押しのけ量 V なので、(1)式を変形します。

V・ηv=qmr・vの変形式

 指定されているものをあてはめてみましょう。

  ここに、v=v1 v=0.08 ηv=0.7

V・ηv=qmr・vの変形式数値代入

 ぅむ、qmrが分かれば V は出ます!

 ハィ、qmrを求める式は(2)式です。

Φo=qmr(h1−h4)…(2)式

 求めるものは、冷媒循環量qmrなので、(2)式を変形します。

Φo=qmr(h1−h4)…(2)式変形

 これで、冷媒循環量qmrを求めることができます、与えられた数値を代入します。

Φo=qmr(h1−h4)…(2)式変形数値代入

 さぁ、先ほどの式に代入しましょう。

ピストン押しのけ量Vの答え

 答えは、(2)0.11 [m^3/s]です。どうでしょうか、簡単楽勝ですね。

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平成12年 問2の問題をサクッと解いてみよう。

 ここまで進んだあなたは、もう、眼を閉じていてもサクっとスラスラ解けるでしょう。

2種冷凍平成12年度学識問2

この問題で指定されているものを読み出してみましょう。

  • 冷凍能力 Φo=77.5 [kW]
  • 体積効率 ηv=0.7
  • 比体積 v1=0.07 [m^3kg]
  • 比エンタルピー h4=255 [kJ/kg]
  • 比エンタルピー h1=410 [kJ/kg]

 与えられた項目は前2問と同じです、サクッといってみよう。

 まず、(2)式から冷媒循環量qmrを求めましょう。

公式

 次は(1)式。 ここに、v=v1

公式(答え)

 どうでしょうサクッとできました! 答えは、(2)0.050 [m^3/s]です。


V・ηv=qmr・v…(1)式 Φo=qmr(h1−h4)…(2)式

 この2つの式から答えが出ました。めでたし、めでたし。

チョッと一服(コーヒーカップ)

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平成10年 問2の問題は二段圧縮一段膨張・・・って、怖くない怖くない大丈夫!

 このころの問題は、工学単位からSI単位への切替時期で両方の単位で指定されています。ですので、工学単位とSI単位と両方の計算 式で求めた答えがあります。現在では完全にSI単位になっていますので、ここでもSI単位のみで行きます。

 さて、二段圧縮ですがこの平成10年度以後は出題されていません。難易度はとても緩和されているので、もうでないと思います。 出題されたとしても、2種冷凍の場合はそんなに難しい問題は出されないでしょう。

 ここでは、p-h線図に慣れる事と力試しといった意味合いで記することにしましょう。

2種冷凍平成10年度学識問2

  p-h線図の蒸発器と圧縮機がどの部分なのか分かれば良いでしょう、単段圧縮サイクルと考え方は同じです。

 問題では低段側のピストン押しのけ量とありますので、低段側の与えられた数値を書いてみましょう。

  • 冷凍能力 Φo=40 [kW]
  • 低段側体積効率 ηv1=0.68
  • 低段側比体積 v1=0.323 [m^3kg]
  • 比エンタルピー h8=200 [kJ/kg]
  • 比エンタルピー h1=383.3 [kJ/kg]

 ここで、この冷凍装置はh8からh1が蒸発器と考えますので、冷凍能力40[kW]はこの部分を考慮して問題を解きます。 低段側の圧縮はh1からh2の部分になります。

 解き方は前問とまったく同じ、まずは(2)式から低段側冷媒循環量qmrLを求めましょう。

まずは(2)式から低段側冷媒循環量qmrL

次は(1)式から低段側ピストン押しのけ量をV1とすると、

(1)式から低段側ピストン押しのけ量

 どうでしょう、「ピストン押しのけ量」問題を攻略するカギは冷媒循環量qmrを求めることになるようです。

 次は、冷凍能力Φoを求める問題を攻略してみましょう。

訂正箇所履歴

【2017/10/12 新設】

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