![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Произвольный обратимый холодильный цикл ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
Основная трудность в практической реализации холодильной машины, работающей по обратному циклу Карно, заключается в осуществлении изотермических процессов подвода (4–1) и отвода (2–3) теплоты. Если эти процессы не являются изотермическими, они в общем случае должны осуществляться так, чтобы в процессе подвода тепла от холодильной камеры к холодильному агенту температура этого последнего была ниже температуры в холодильной камере на всём протяжении процесса. В процессе же отвода тепла в окружающую среду температура хладагента должна быть постоянно выше температуры окружающей среды (см. рис. 14.3). Холодильный коэффициент будет тогда вычисляться через среднеинтегральные температуры подвода и отвода тепла Учитывая, что
т.е. холодильный коэффициент обратного цикла Карно является максимальным в заданном интервале температур. Следует отметить, что холодильный коэффициент ε может, согласно определению, принимать произвольные значения, как меньшие, так и большие единицы. В реальных холодильных машинах ε обычно больше единицы и может достигать значений порядка 5…7.
Исторически вначале были сконструированы холодильные установки, холодильным агентом в которых являлся атмосферный воздух. Схема такой установки следующая.
Д – детандер; К – компрессор; Охл. – охладитель; Х.К. – холодильная камера;
Воздух с температурой T 1 (немного меньшей темпе-ратуры в холодильной ка-мере) поступает в порш-невой компрессор, где он адиабатически сжимается и, следовательно, нагревается до температуры T 2, превы-шающей температуру окружающей среды. Этот сжатый и нагретый воздух поступает в теплообменник (охладитель), где он изобарно охлаждается до температуры T 3 (немного превышающей температуру окружающей среды), отдавая теплоту
С помощью такой установки, используя многоступенчатое охлаждение, в начале XX века были достигнуты весьма низкие температуры, что позволило (1911 г., Камерлинг-Оннес) наблюдать уже в то время такие экзотические явления, как сверхпроводимость и сверхтекучесть, объяснение которым было дано только после развития квантовой теории. При термодинамическом расчёте холодильных машин обычно считаются заданными: – температура в холодильной камере T хол; – давление хладагента, протекающего через холодильную камеру p 1; – степень повышения давления в компрессоре – холодопроизводительность установки, т.е. количество теплоты, отводимое от холодильной камеры в единицу времени – температура окружающей среды T окр; – относительные внутренние КПД компрессора Термодинамический расчёт холодильной установки включает в себя: – вычисление параметров рабочего тела (хладагента) в характерных точках цикла; – вычисление удельной холодопроизводительности – вычисление отводимой в цикле удельной теплоты – вычисление удельной затрачиваемой работы – вычисление холодильного коэффициента ε; – вычисление расхода хладагента G; – вычисление мощности компрессора
Согласно приведённой схеме и заданным условиям произведём термодинамический расчёт воздушной холодильной установки. (Обратим внимание на то, что цикл холодильной установки без учёта потерь полностью совпадает с циклом газотурбинной установки ГТУ p=const с точностью до обозначений и направления процессов).
Таблица 14.1 Расчёт параметров в характерных точках воздушного холодильного цикла
Здесь принимается Исходя из определений внутренних относительных КПД, находим параметры воздуха за компрессором и на выходе из детандера Удельная холодопроизводительность
отведённая в цикле удельная теплота затрачиваемая удельная работа цикла
Здесь принимается, что работа детандера используется в цикле, что уменьшает внешние затраты на привод компрессора. Массовый расход холодильного агента затрачиваемая на работу установки мощность внешних источников (мощность компрессора за вычетом мощности детандера) холодильный коэффициент В отсутствие потерь ( где
|