Question
Download Solution PDFवाष्प संपीड़न प्रशीतन चक्र के COP पर वाष्पित्र ताप में वृद्धि का क्या प्रभाव पड़ता है?
कथन 1: वाष्प संपीड़न प्रशीतन चक्र का प्रदर्शन गुणांक (COP) वाष्पित्र ताप के समानुपाती और द्रवणित्र ताप के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
कथन 2: उच्च COP वाला वाष्प संपीड़न प्रशीतन चक्र अधिक ऊर्जा कुशल होता है।
उपर्युक्त प्रश्न एवं कथनों पर विचार करते हुए सही विकल्प का चयन करें।
Answer (Detailed Solution Below)
Detailed Solution
Download Solution PDFव्याख्या:
वाष्प संपीड़न प्रशीतन प्रणाली:
- प्रक्रिया 1 - 2: प्रतिक्रम्य रुद्धोष्म संपीड़न
- प्रक्रिया 2 - 3: नियत दाब ऊष्मा निरसन
- प्रक्रिया 3 - 4: अप्रतिक्रम्य प्रसार (अपरोधन)
- प्रक्रिया 4 - 1: नियत दाब ऊष्मा योग
- प्रशीतन प्रभाव = h1 - h4
- संपीड़क कार्य = h2 - h1
- प्रदर्शन गुणांक (COP): यह कार्य निवेश से प्रशीतन प्रभाव का अनुपात होता है। इसे इस प्रकार दर्शाया जाता है,
\(COP=\frac{Refrigeration~effect}{Work~input}=\frac{h_1-h_4}{h_2-h_1}\)
जहां, h1 = संपीडक अन्तर्गम पर एन्थैल्पी, h2 = संपीडक निकास पर एन्थैल्पी, h4 = वाष्पित्र अन्तर्गम पर एन्थैल्पी
∵ एन्थैल्पी फलन ताप है।
∴ \(COP=\frac{T_1-T_4}{T_2-T_1}\)
- अतः वाष्प संपीड़न प्रशीतन चक्र का प्रदर्शन गुणांक (COP) वाष्पित्र ताप के अनुक्रमानुपाती और द्रवणित्र ताप के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
- इसलिए, वाष्प संपीड़न प्रशीतन चक्र के COP पर वाष्पित्र ताप में वृद्धि के प्रभाव को ज्ञात करने के लिए केवल कथन 1 की आवश्यकता है।
- यदि द्रवणित्र का ताप नियत रखा जाता है:
- संपीडक कार्य (W) कम होने की तुलना में प्रशीतन प्रभाव (RE) अधिक बढ़ जाता है, जिससे COP में वृद्धि होती है।
- ऐसा इसलिए होता है क्योंकि RE में सुधार W में कमी की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण होता है, जिसके परिणामस्वरूप कार्य का शीतलन क्षमता में अधिक कुशल रूपांतरण होता है।
- यही कारण है कि, व्यवहार में, कम द्रवणित्र ताप (जैसे वातानुकूलन) पर कार्य करने वाले प्रशीतन प्रणालियों के COP में सुधार के लिए वाष्पित्र ताप बढ़ाना एक अच्छी रणनीति हो सकती है।
- यदि द्रवणित्र का ताप भी बढ़ जाता है:
- RE और W दोनों घटते हैं।
- हालाँकि, W सामान्यतः RE की तुलना में तेज़ दर से घटता है, जिससे COP में कमी आती है।
- ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उच्च द्रवणित्र ताप प्रणाली से ऊष्मा निरसन करना अधिक कठिन बना देता है, जिससे संपीडक को अधिक कार्य करने की आवश्यकता होती है।
- वाष्प संपीड़न प्रशीतन चक्र में, प्रदर्शन गुणांक (COP) प्रशीतन प्रणाली की ऊर्जा दक्षता का एक माप होता है।
- एक उच्च COP अधिक ऊर्जा दक्षता को इंगित करता है क्योंकि इसका अर्थ है कि किसी दिए गए कार्य निवेश के लिए बड़ी मात्रा में ऊष्मा हटा दी जाती है।
- संपीडक: इस उपकरण में, प्रशीतक का ताप नियत एन्ट्रॉपी पर बढ़ता है। यह प्रशीतक में कार्य निवेश दर्शाता है।
- द्रवणित्र: इस उपकरण में, ऊष्मा को नियत दाब पर निसरित कर दिया जाता है। वाष्प प्रशीतक को द्रव प्रशीतक में परिवर्तित किया जाता है। चक्र का अधिकतम ताप द्रवणित्र पर होता है।
- प्रसार वाल्व: यह उपकरण वाष्पित्र में द्रव से वाष्प में प्रसार या परिवर्तन की अनुमति देने के लिए द्रव प्रशीतक से दाब हटाता है। यह एक सतत एन्थैल्पी प्रक्रिया है।
- वाष्पित्र: इस उपकरण में, द्रव प्रशीतक का प्रसार और वाष्पन किया जाता है। यह एक ऊष्मा विनियामक के रूप में कार्य करता है जो ठंडे किए जा रहे पदार्थ से ऊष्मा को उबलते ताप पर स्थानांतरित करता है। यह प्रशीतन प्रभाव (शीतलन प्रभाव) को दर्शाता है। चक्र का न्यूनतम ताप वाष्पित्र पर होता है।
Last updated on May 28, 2025
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