기계공학실험B 냉동사이클 결과보고서 (2024년도)

이번 실험은 냉동 사이클에 대하여 이해하고 성능계수 이론 COP를 구해보며 COP에 영향을 미치는 인자들을 알아보는 실험이었다. 이상 카르노 냉동 사이클과 앞 장의 p-h선도를 비교해보면 차이가 있음을 확인할 수 있다. p-h 선도를 그릴 때 지점 ④ (팽창밸브에서 나온 곳)를 실험의 초기 가정 조건이었던 ‘’에 맞게 온도에 의존하지 않은 채 지점 ③에서 수직으로 그어 evaporator pressure왿� 만나는 지점으로 하였다. 이 사이클이 진행되면서 장치에 단열이 되지 않아 온도가 쉽게 변화하여 정확한 온도를 알 수 없기 때문이다. 성능계수는 로 이론 COP 값을 구할 수 있었다. 엔탈피에 영향을 끼치는 요인을 보면 COP에 영향을 미치는 특성들을 알 수 있다. 엔탈피는 압력, 부피, 내부에너지의 함수인데 이 실험에서는 엔탈피에 영향을 주는 요인은 온도왿� 압력이었다.

실험결과를 살펴보면, TEST NO.1에서 =410 kJ/kg, =430 kJ/kg, =240 kJ/kg, =240 kJ/kg으로 , TEST NO.2에서 =405 kJ/kg, =430 kJ/kg, =240 kJ/kg, =240 kJ/kg으로 이며, TEST NO.3에서는 =405 kJ/kg, =430 kJ/kg, =240 kJ/kg, =240 kJ/kg으로 의 결과값을 얻을 수 있었다. 이를 통해 압력의 영향보다 온도의 영향이 더 지배적이라는 것을 알 수 있었다. 또한, 이상 카르노 냉동 사이클과 실제 p-h 선도의 차이를 통해 오차가 발생하였음을 알 수 있었다. 오차 원인으로는 다음과 같다.

첫 번째로는, 지점 ① → ② 과정에서 실제 냉동 사이클에서는 흡입 가스가 실린더 안으로 흡입되면 실린더 벽면 온도가 높아 냉매의 온도가 높아지게 되어 엔탈피가 상승하고 냉매 가스가 압축될 때는 피스톤 마찰에 따른 손실과 냉매왿� 실린더 벽면 온도 차에 따른 열 손실의 발생으로 등엔트로피과정이라 할 수 없으며, 냉매가 배출될 때 배출밸브의 저항으로 인한 압력이 저하된다.