냉동기 성능계수 측정 시험

소개

냉동기를 작동시켜 실제 냉동기의 성능계수를 구해 본다.

목차

1.냉동기 성능계수 측정
1. 결과치 (result)
① 가변 팬 off/댐퍼 close
② 가변 팬 on/댐퍼 open

2. 실험 결과 정리 및 고찰
① 1점 상태 (272.45KPa, 16.4℃) [증발기-압축기]
② 2점 상태 (1149Kpa, 57℃) [압축기-웅축기]
③ 3점 상태 (1156Kpa, 31℃) [응축기-팽창 밸브]
④ 4점 상태(168kpa, 12.3℃) [팽창밸브-증발기]

<가변 팬 on/댐퍼 open>
① 1점 상태 (300.390KPa, 16.4℃) [증발기-압축기]
② 2점 상태 (1052.252Kpa, 64.1℃) [압축기-웅축기]
③ 3점 상태 (964Kpa, 22℃) [응축기-팽창 밸브]
④ 4점 상태(168kpa, 12.3℃) [팽창밸브-증발기]
중략..
3. 토론 및 토의 (Debate or DISCUSSION)

본문내용

3. 토론 및 토의 (Debate or DISCUSSION)
이번 실험의 목적은 냉동기를 통하여 여러 가지 열역학적 사이클을 이해하고자 하는 것이었다. 냉동기는 외부에서 일을 공급받아 저온부에서 열을 흡수하여 고온부에서 열을 방출하여 우리가 사용하고 자 하는 곳을 차갑게 유지 시킬 수 있게 하는 장치이다. 대표적인 예로서 냉장고가 있는데 이번실험을 통해 냉장고의 원리를 더욱 잘 알 수 있었고, 작년에 배운 열역학 지식들을 다시한번 생각할 수 있게 만들어준 실험이었다. 작동 되는 사이클을 살펴보면 증발기에서는 액체 냉매가 증발하면서 그 주위로부터 열을 흡수한다. 증발기를 통과한 저압의 냉매 증기는 압축기로 들어가고, 여기서 압력과 온도가 상승되어 과열증기로 된다. 이 과열증기는 응축기에서 열을 방출하여 고압의 포화액이 되고, 팽창 밸브를 통과하면서 증발기 압력으로 떨어진다. 증발기에서 저압의 액체 냉매가 다시 증발하면서 위의 사이클을 반복한다.
실험은 두 가지로 이루어 졌다. 한번을 팬을 작동시키지 않고, 댐퍼를 닫아둔 냉장고로 치면 문을 닫아 둔 상태에서 실험을 한 것과 마찬가지이다. 또한 다른 실험은 팬을 열고, 댐퍼를 열어 냉장고에서 문을 열어두었을 때와 동일한 상태를 만들어 실험을 해보았다. 팬을 작동시킨 이유는 증발기와 응축기에서 외부와의 유체교환이 활발히 일어나게 하여 이상적인 실험을 하기 위해서 켜 둔 것이다. 실험결과 외부와 열교환이 생기는 경우는 냉동기 성는계수가 2정도 낮게 나온 것을 알 수 있었다. 또한 냉동기의 효율 또한 상당히 감소하였다. 그 이유는 외부와 열이 교환되면서 응축기에서는 외부공기로 인해 냉각이 되어 적은 일이 들지만 증발기에서 외부공기의 유입으로 인한 열전달로 인해 냉각되는 열이 작아졌기 때문이라고 보여 진다.
또한 이번실험을 하면서 압축기의 등 엔트로피 효율을 구하는데 원래 이값은 1보다 작게 나와야 옮게 구한 값이 된다. 또한 2S점의 위치도 2점보다 작은 곳에 위치해있어야 하지만 결과치는 그 이상으로 나오게 되어 1보다 크게 나오는 결과가 생겼다

참고자료

· 전공실험 책