Цикли на хладилни машини - Студопедия
За получаване на студ в бита и промишлеността се използват хладилни агрегати, които реализират хладилния цикъл. Най-простият от тях е въздушна хладилна машина, която използва въздух (или други идеални газове) като работна течност:
Основните възли на такава хладилна инсталация са компресор 1, разширител (разширителна машина) 4 и два топлообменника 2 и 6, разположени на един вал с електродвигател 5, единият от които е разположен в хладилна стая 7 и отнема топлина q1 от нея, а другият - той се нарича хладилник - в околната среда, където отдава топлина q2. Всички агрегати са свързани с тръби 3 и образуват запечатана система, в която циркулира работната течност.
Процесите в хладилника и хладилника (т.нар. топлообменник, който отнема топлина от охлажданото помещение) протичат практически при p = const, процесите в компресора и разширителя са политропни, като показателите n1 и n2 са в рамките на 1. k.
Диаграмата на цикъла p–v на въздушен охладител ясно демонстрира последователността от термодинамични процеси, протичащи в охладителя:
Основните характеристики на въздушния охладител, заедно с параметрите на първата точка p1 и T1, политропните индикатори n1 и n2, също са степента на повишаване на налягането в компресора b = p2 / p1 и степента на разширение на газа в разширителя r = v4 / v3, както и температурата на газа на изхода на хладилника T3.
Изчисляването на параметрите на характерните точки на цикъла не е трудно:
; p2 = b × p1; ; ; р3 = р2;
; p4 = p1; v4 = r × v3; ,
в този случай стойността на политропния индекс n2 се изчислява по формулата
Съгласно известните формули за политропни и изобарни процеси,количеството топлина и работа за всеки процес и след това стойността на коефициента на ефективност:
.
За идеализиран цикъл (n1 = n2 = k) q1-2 и q3-4 са равни на нула и, като се има предвид въздухът като идеален газ с постоянен топлинен капацитет, намираме
.
За процеси 1–2 и 3–4 можем да напишем
И ,
откъдето следва, че
, или .
Връщайки се към формулата за стойността на коефициента на ефективност, след намаляване получаваме
, или ,
откъдето следва изводът: ефективността на въздухоохладителя е толкова по-висока, колкото процесите в компресора и разширителя са по-близо до изотермични (при T2 = T1 ε ® ¥).
Количеството топлина, взето от хладилното помещение за един цикъл на 1 kg въздух, се нарича специфичен охладителен капацитет, числено е равен на q1. Ако m kg въздух циркулира в машината и тя извършва z цикъла в секунда, тогава общият капацитет на охлаждане, J / s, ще бъде
Мощността, kW, необходима за работата на въздушен охладител, се намира, като се вземе предвид стойността на ε:
В парокомпресорните хладилни агрегати като работен флуид се използват хладилни агенти, които при относително ниско налягане имат сравнително ниска точка на кипене и значителен положителен дроселиращ ефект. Това са главно флуорохлорни производни на въглеводороди (фреони, фреони), амоняк, въглероден диоксид, метилхлорид.
Помислете за схематичната диаграма на такава инсталация:
Работата на хладилната машина се извършва по следния начин. В компресора 4, задвижван от електрическия мотор 5, наситените или прегрятите пари на хладилния агент се компресират от налягане p1 до налягане p2. Процесът на компресия е близък до адиабатен, така че температурата на парите в резултат на компресията се увеличава от t1 до t2, което е по-високо от температурата на околната среда. Компресирани нагрятата пара през тръбата 3 се насочва към топлообменника (кондензатора) 2, където при p=const топлината се отвежда от нея в околната среда. В този случай парата първо се охлажда до температурата на насищане tH при налягане p2, след това кондензира и преохлажда до температура t5
Следващата фигура показва диаграмата h–s на охладител с парен компресор.
Тъй като процесите на подаване и отвеждане на топлина протичат при p=const, количествата подадена топлина q1 и отведена q2 се определят от съответната разлика в енталпията:
Работа на цикъл, както знаете,
след това коефициентът на ефективност
.
Работният флуид в абсорбционните хладилни машини е бинарна смес от хладилен агент (обикновено амоняк или вода) и абсорбент, способен да разтваря хладилния агент и да абсорбира неговите пари от двойната смес от пари (за амоняк абсорбентът е вода, за вода литиев бромид). Подчертаваме, че точките на кипене на хладилния агент tНХ и абсорбента tНА трябва да бъдат значително различни и tНХ
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо