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Université Abou Bekr Belkaid-Tlemcen Faculté de technologie Département génie m

Université Abou Bekr Belkaid-Tlemcen Faculté de technologie Département génie mécanique Compte rendu : TP MACHINE FRIGORIFIQUE Réalisé par : El hadj mimoune djaber Tefili rachad Yezli ayoub Groupe : G12 2021 – 2022 Introduction : Le climatiseur de laboratoire Hilton a étéconçu pour démontrer et évaluer les transferts d’énergie dans les processus d’une installation de climatisation. L’air non traité entre dans les conduite et passe en série par : 1. Un ventilateur radial à débit variable avec régulation de vitesse. 2. Un injecteur de vapeur. 3. Un pré chauffeur. 4. Un évaporateur. 5. Un réchauffeur. 6. Un orifice de la conduite de mesure d’air et un monomètre incliné. La machine de climatisation de laboratoire : MACHINES DYNAMOTHERMIQUES : Les machines dynamo thermiques (DT) sont des machines qui transfèrent de la chaleur d'une source froide à une source chaude, moyennant un apport de travail : elles ne sont donc pas des moteurs.  il y a extraction de chaleur à la source froide, c.à.d. production de froid : on a donc une machine frigorifique (MF)  il y a dégagement de chaleur à la source chaude, c.à.d. production de chaleur : on a donc une pompe à chaleur (PAC)  LES MACHINES FRIGORIFIQUES A COMPRESSION SIMPLE Ces machines frigorifiques n'utilisent qu'une compression simple (c.à.d. pas de compresseurs en étage). Le compresseur est soit un compresseur à pistons, soit un compresseur à membrane ou un compresseur à vis. Principe de fonctionnement : Une machine frigo (MF) comprend principalement quatre éléments principaux et divers accessoires. Les éléments principaux sont : 2  le compresseur (comp)  le détendeur(D)  deux échangeurs de chaleur : le condenseur (CON) et l'évaporateur (EV) Les fluides frigorigènes : On utilise comme fluide de travail des fréons F12, F22, F502...et du NH3. Ces fluides frigorigènes changent d'état au cours du cycle 123451, ils passent de l'état V => L dans le condenseur et de l'état L => V dans l'évaporateur. La production de froid est obtenue par l'évaporation d'un fluide frigorigène dans un échangeur de chaleur (l'évaporateur E) : cette évaporation est un phénomène endothermique qui extrait des calories à la source froide (eau, air...) dont la température s'abaisse. « Cette extraction de calories correspond à la création de froid au niveau de l'évaporateur, c.à.d à la production de frigories (notées fg) » Par définition, 1 fg = 1kcal LE CYCLE THEORIQUE DE LA MACHINE MF: Afin de pouvoir exploiter et contrôler une machine frigo, on utilise un cycle théorique d'une machine idéale en admettant les hypothèses simplificatrices suivantes : Hy pothèses : - la compression du fluide 1-2 est adiabatique (q=0) - il n'y a pas de perte de charge dans la tuyauterie et les échangeurs (les paliers de condensation et d'évaporation sont à p = cte, c.à.d. des isobares),(2-3 et 1-4) - la détente ( 3-4) est isenthalpe (H = cte) 3 On représente alors ce cycle idéalisé dans un diagramme p=f(h) Caractéristiques du cycle : - la compression 1-2 est adiabatique avec apport de chaleur - la vapeur surchauffée à la sortie du compresseur se désurchauffe dans la tuyauterie et au contact de l'eau dans le condenseur - à partir du condenseur, la vapeur se condense progressivement dans le condenseur (C),entré de condenseur jusqu à point 3 (mélange L+V), et au point 3( on n'a plus que du liquide ). - ensuite, le liquide se détend à enthalpie constante de 3-4 - la vapeur humide (mélange L+V) s'évapore progressivement dans l'évaporateur (E) de 4-1 - la sortie de l'évaporateur (E) -1 correspond à une surchauffe de la vapeur dans l'évaporateur Le diagramme est rapporté à une masse de fluide frigorigène m = 1kg. Bilan d'énergie de la machine MF : 4 En vertu du premier principe de la Thermodynamique, il y à de quantité de chaleur rejetée au condenseur (qc) l'évaporateur consommé pour faire tourner le compresseur. D’où l'équation : qc = mref .(h8-h4) la quantité de chaleur dans l’évaporateur :qf = mref .(h2-h1) Cette équation traduit donc le bilan d'énergie de la machine frigo idéalisée. Le choix d'échelle en abscisse (enthalpie h en kJ/kg) est très pratique pour l'exploitation quantitative du cycle, car il permet de lire directement les énergies hiaux différents points i (1, 2, 3,4) du cycle de la machine (voir diagrammes en annexe). Coefficient de performance COP : Dans les machines DT (MF et PAC), on remplace le terme de rendement de la machine par son coefficient de performance (COP) Q F, car le rendement serait > 1 (paradoxe de Kelvin). Le COP de la machine frigo Q F * on constate alors, que le COP QF> 1 et dans la pratique, QF = 3 à 4 LES MANIPULATION : Le tableau d’observation : 5 REF. ESSAI 1 2 3 4 5 A Air à l’entrée du ventilateur Sec t1 C° 22 22. 1 20. 8 29. 9 26. 4 Mouil lé t2 C° 19. 3 20 20. 2 20. 8 23. 9 B Après préchauffage ou injection de vapeur Sec t3 C° 22. 2 35. 7 50. 7 52. 5 56 Mouil lé t4 C° 13 17. 5 21. 8 9.7 3 28. 3 C Après refroidissemen t déshumidificat ion Sec t5 C° 8.8 17. 5 25. 8 16. 1 27 Mouil lé t6 C° 6.7 11. 9 15 15. 6 16. 8 D Après réchauffage Sec t7 C° 9.1 17. 1 24. 6 42. 3 60. 9 Mouil lé t8 C° 9.7 14. 3 19. 7 25. 7 31 Sortie de l’évaporateur t13 C° - 4.1 1.5 9 10. 1 12. 4 Entrée de condenseur t14 C° 51. 9 67. 7 69. 4 72. 4 71. 9 Sortie de condenseur t15 C° 31. 9 35. 1 39. 9 41. 3 49. 4 6 Tension d’alimentation : L1 à V (415V) ou L1 à L2 (220V) VL Vc. a 220 22 0 22 0 22 0 22 0 Pression de sortie du l’évaporateur P1 bar 1.9 2.3 3 3.1 3.1 Pression d’entrée de condenseur P2 bar 7.1 9 10. 5 11 11 Pression de sortie de condenseur P3 bar 8 9 10. 3 10. 8 11 Tension d’alimentation du ventilateur VF V 100 11 0 10 5 12 0 95 Graphe 1 : h8=390 h4=242 h2=482 h1=400 Cop=m∙(h8−h 4) m∙(h2−h1) Cop=390−242 422−400=6.72 Commentaire : On note sur le graphe 1 , si on augmente la pression P en remarque que ω augmenté et cop descends 7 Graphe 2 : h8=398 h4=288 h2=430 h1=408 Cop=m∙(h8−h 4) m∙(h2−h1) Cop=398−288 430−408=5.6 Commentaire : On note sur le graphe 2 , si on augmente la pression P en remarque que ω augmenté et cop descends Graphe 3 : h8=400 h4=260 h2=434 h1=408 Cop=m∙(h8−h 4) m∙(h2−h1) 8 Cop= 400−260 434−408=5.38 Commentaire : On note sur le graphe 3 , si on augmente la pression P en remarque que ω augmenté et cop descends Graphe 4 : h8=403 h4=263 h2=437 h1=410 Cop=m∙(h8−h 4) m∙(h2−h1) Cop= 403−263 437−410=5 .18 Commentaire : On note sur le graphe 4 , si on augmente la pression P en remarque que ω augmenté et cop descends Graphe 5 : h8=403 h4=263 h2=437 9 h1=410 Cop=m∙(h8−h 4) m∙(h2−h1) Cop= 403−263 437−410=5.18 Commentaire : On note sur le graphe 5 , si on augmente la pression P en remarque que ω augmenté et cop descends CONCLUSION On conclu de ce TP est de la suite : Si la température augmente : la pression augmente. la puissance reste constante. Aussi chaque manipulation quand on a ajouté les surchauffeurs ou bien les résistances : - la puissance de compression ou bien le travail de compresseur augmente directement. Le COP coefficient de performance automatiquement diminue et donc l’efficacité (le rendement) de machine diminue 10 uploads/Industriel/ djaber-5.pdf