실험보고서 -냉동 사이클 실험

소개글

실험보고서 -냉동 사이클 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

1. 실험 목적

(1) 냉동 기관의 작동 원리를 알아본다.
(2) 냉동 사이클의 구성품을 조사하고 이해한다.
(3) 냉동 사이클의 장치 개략도를 이해한다.
(4) 냉동 사이클의 P-H선도를 그려본다.
(5) 이 P-H선도를 이용하여 온도, 압력, 기체와 액체의 혼합비 등 여러가지 수치를 알아내어 냉동 사이클을 해석, 이해하여 본다 (사용 냉매 R-22)
(6) 냉동 사이클을 이해하고 COP를 구해본다.

2. 이론 및 원리

(1) 냉동 사이클

냉동 사이클이란 열역학의 중요한 응용 분야 중 하나가 저온 영역에서 고온 영역으로 열을 이동시키는 냉동 분야이며, 이런 장치를 냉동기(Refrigerator) 또는 열펌프(Heat pump)라고 부른다. 이들이 사이클로 작동 될 때 냉동사이클이라고 한다. 가장 많이 사용되고 있는 사이클은 증기 압축 냉동 사이클로서 냉매의 증발과 응축 과정의 열전달을 이용한다. 이외의 냉동 방식에는 냉매가 항상 기체 상태로 작동되는 기체냉동, 냉매가 압축되기 전에 액체에 흡수되는 흡수식 (Absorption) 냉동, 서로 다른 2종의 도체에 전류를 통과시켜 Peltier 효과를 이용한 열전냉동 등이 있다.

(2) 냉매

냉매란 넓은 의미에서 냉각 작용을 일으키는 모든 물질을 가리키며 특히 냉동 장치 열펌프 공기조화장치 및 소 온도차 열 에너지 이용기관 등의 사이클 내부를 순환하면서 저온부 (증발부)에서 증발함으로써 주위로부터 열을 흡수하여 고온부(응축기)에서 열을 방출 시키는 작동 유체를 말한다. 일반적으로 증발 또는 응축의 상변화 과정을 통하여 열을 흡수 또는 방출하는 냉매를 1차 냉매(Primary Refrigerant)라고 하고 단상 상태에서 감열 열전달을 통하여 열을 교환하는 냉매를 2차 냉매(Secondary Refrigerant)라 한다. 그러나 기체 사이클에 적용하는 공기, 헬륨, 수소 등은 1차 냉매로 분류하고 주요 2차 냉매로는 브라인 및 부동액 등이 있다. 그리고 2차 냉매는 항상 1차 냉매와 더불어 사용되며 공기 냉동기에서 냉매인 공기는 상변화를 하지는 않지만 1차 냉매이다.
(3) 냉매의 일반적 구비 조건

냉매는 일반적으로 종류에 따라 고유의 특징이 있다. 하지만, 다음과 같은 구비조건을 만족하여야 한다.

① 저온에서 증발 압력이 대기압보다 높고, 상온에서 응축 압력이 낮다.
② 동일한 냉동 능력을 내는 경우에는 소요 동력이 적다.
③ 증발 잠열이 크고 액체의 비열이 작다.
④ 임계온도가 놓고 응고 온도가 낮다.
⑤ 동일한 냉동 능력을 내는 경우에 냉매 가스의 비체적이 작다.
⑥ 화학적으로 안정하고 냉매 증기가 압축열에 의해 분해되지 않는다.

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