Etude d'une machine frigorifique et manipulation : but, rappels, résultats

Résumé du document

La machine frigorifique a pour but de soutirer de la chaleur afin de refroidir un milieu. Dans cette manipulation, il sera question de déterminer la puissance frigorifique et l'efficacité d'une machine frigorifique à compression fonctionnant avec le fréon 134a comme fluide frigorigène. La machine frigorifique étudiée fonctionne avec le fréon 134a (C2H2F4) comme fluide frigorigène.

Il s'agit d'un cycle à vapeur, c'est-à-dire avec changement de phase, à l'opposé des cycles à gaz. La vapeur du fréon 134a est comprimée dans le compresseur avant de se condenser en cédant de la chaleur à l'air ambiant pulsé par un ventilateur. Le fréon 134a transite par une bouteille liquide avant de se détendre ensuite en passant par un régleur, puis s'évapore en extrayant de la chaleur à l'air ambiant qui sera ensuite refoulé dans la chambre froide grâce au ventilateur de soufflage.

Extrait du document : "- la puissance frigorifique de la chambre froide et celle évacuée au compresseur sont en valeurs absolues pratiquement égales ce qui confirme la théorie.

- le coefficient polytropique k a une valeur moyenne de 1,08 ce qui est inférieur au coefficient isentropique qui vaut 1,14. Mais la différence entre les deux est acceptable de l'ordre de 5%.

- le débit de l'air est de l'ordre de 0,56 kg/s lorsque la lampe est éteinte et vaut 0,69 kg/s lorsque la lampe est allumée donc le débit de l'air augmente légèrement lorsque l'on allume la lampe c'est-à-dire lorsque la puissance frigorifique change."

Extraits

[...] Etude d'une machine frigorifique Sommaire I. But de la manipulation 2 II. Rappels théoriques 2 Dispositif expérimental 2 Bilan d'une salle 4 Cycle 6 Températures réelles du fréon 134a 8 III. Manipulation 10 Equipement utilisé 10 Mode opératoire 10 Tableau de mesures 10 Tracé des diagrammes enthalpiques pour les différents instants 11 Résultats provenant du diagramme enthalpique 12 IV. [...]

[...] Ceci provient du fait que la température correspondant au point B' est plus faible que la réalité. En fait, l'enthalpie de B' doit être plus forte que celle de B mais vu qu'on mesure la température de la paroi externe du tube les échanges de chaleur entre le tube et le fréon font diminuer fortement la température du fréon et on mesure une température plus faible Détermination de la puissance de sous-refroidissement Avec D'où 10 Détermination de la puissance de surchauffe Avec D'où 11 Détermination du débit massique de l'air Il est donné par la relation : Avec D'où En appliquant ces méthodes de calculs aux différents instants on obtient le tableau des résultats suivant : 2 Tableau des résultats 3 Commentaires : 1 la puissance frigorifique de la chambre froide et celle évacuée au compresseur sont en valeurs absolues pratiquement égales ce qui confirme la théorie le coefficient polytropique k a une valeur moyenne de 1,08 ce qui est inférieur au coefficient isentropique qui vaut 1,14. [...]

[...] Cela est du au fait que l'échangeur installé dans la machine frigorifique et permettant de réaliser la surchauffe et le sous-refroidissement, n'est pas idéal ; en fait cet échangeur n'est pas idéal, donc il y'a une quantité d'énergie qui est cédée à l'atmosphère lors de l'échange Le coefficient de performance est très différent selon les points mesurés alors qu'il devrait être constant donc on ne peut pas donner une valeur au coefficient de performance. Cette dispersion des valeurs provient des mesures de nos températures qui ne sont pas bonnes car ce sont en fait les températures sur la paroi du tube qui contient le fréon qui sont en fait mesurés Le rendement déterminé est invraisemblable. La raison de ce mauvais résultat est due à la même raison que le coefficient de performance. Conclusion Il était question dans cette manipulation de présenter une machine frigorifique et ses caractéristiques. [...]

[...] Dans cette manipulation, il sera question de déterminer la puissance frigorifique et l'efficacité d'une machine frigorifique à compression fonctionnant avec le fréon 134a comme fluide frigorigène. Puis il s'agira de tracer le cycle réel du fréon 134a sur un diagramme enthalpique grâce aux températures mesurées du fréon sur des points spécifiques de son passage ceci nous permettant de le comparer avec le cycle théorique et de déterminer les caractéristiques d'une machine frigorifique. Nous présenterons enfin l'influence de la surchauffe et du sous-refroidissement pour une machine frigorifique. [...]

[...] Rappels théoriques 2 Dispositif expérimental 2 Schéma de l'installation : 3 Principe La machine frigorifique étudiée fonctionne avec le fréon 134a (C2H2F4) comme fluide frigorigène. Il s'agit d'un cycle à vapeur, c'est-à-dire avec changement de phase, à l'opposé des cycles à gaz. La vapeur du fréon 134a est comprimée dans le compresseur avant de se condenser en cédant de la chaleur à l'air ambiant pulsé par un ventilateur. Le fréon 134a transite par une bouteille liquide avant de se détendre ensuite en passant par un régleur, puis s'évapore en extrayant de la chaleur à l'air ambiant qui sera ensuite refoulé dans la chambre froide grâce au ventilateur de soufflage Bilan d'une salle Le bilan est donné par l'expression : Où : représentent les flux de chaleur échangés sur chaque paroi de la chambre froide entre le fréon et l'air extérieur et le flux de chaleur provenant de la lampe. [...]