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二段圧縮一段膨張の典型的な問題。これができれば、二段圧縮一段膨張は攻略できたー。
中間冷却器の必要冷却能力Φmの求め方は2通りあります。
さて、この2つです。
ぅむ、行数の少ない方の、 1.の方法で求めましょう。(2.の方法は後述します。)
図は理論上のp-h線図です。中間冷却器では、
と、覚える。
なので、中間冷却器の必要冷却能力Φmは
Φm = qmro (h6 - h7) + qmro (h2 - h3)
と、覚える。
低段側冷媒循環量qmroを求めます。
Φo = qmro (h1 - h8)
よって、
この問題は、理論値ではありませんから、実際の吐出し比エンタルピーh2´を求めます。(図を参考)
じゃ、値を入れます。
じゃ、Φmの式に値を入れます。 ここで、h5 = h6
答え 42.0(kW)
基本式を覚えられなくても頭を少々ひねれば良いです。でも、けっこう長くなりますから解答用紙にまとめるのが大変かもしれません。参考として記します。
まずは、基本式
Φm = q´mro(h3 - h6) …(1)
qmrk = q´mro+ qmro …(2)
ここで、わからないのはqmrkとq´mroです。qmrkがわかればq´mroがわかりますから、(1)式からΦmを求められます。
はい、中間冷却器の熱収支を考えます。
図を見て、中間冷却器に入るものと出るものを、左辺と右辺に並べます。
なので、
qmrk・h6 + qmro・h2´ = qmrk・h3 + qmro・h7
(h2´であることに注意してください。)
qmrkを求めるため式を変形します。
qmrk・h6 - qmrk・h3 =qmro・h7 - qmro・h2´
ではなくて、
比エンタルピーの大小を考えて移行します。
qmro・h2´- qmro・h7 = qmrk・h3 - qmrk・h6
まとめて、
qmro(h2´- h7) = qmrk(h3 - h6)
よってqmrkは、
h2´を、求めます。((1.の方法)で求めましたが、また記しておきましょう。)
では、qmrkを求めます。
じゃ、(2)式でq´mroを求めます。
qmrk = q´mro + qmro …(2)
では、(1)式で、Φmを!
答え 42.0(kW)
基本式は、
P = PL + PH
一気に行きます。
P = PL + PH = 23.17 + 36.84 = 60.01 ≒ 60.0
答え 60.0(kW)
基本式は、
h2´は求めてあるので、、実際の吐出し比エンタルピーh4´を求めます。(図を参考)
じゃ、値を入れます。
P = PL + PH = 23 + 37 = 60
答え 60 (kW)
本番はもっと短縮して記述せねばなりません。 ご健闘をお祈りしています。
【2016/02/11 新設】