Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Цикли КХМ.
Охолодження до температур, нижчих за температуру середовища, завжди пов’язано з переносом кількості теплоти від менш до більш нагрітого тіла. Згідно з другим законом термодинаміки, такий процес можливий лише за умов підведення енергії. Рисунок 3.1. зображення оберненого циклу Карно на s-T діаграмі. В такому циклі перенос теплоти з більш низького температурного рівня на більш високий здійснюється за рахунок виконання зовнішньої роботи , що витрачається на адіабатний стиск робочого тіла з температурою (процес 1-2). Під час стиснення температура пари підвищується до температури Tк. Завдяки наявності високого тиску пара повністю конденсується в рідину (процес 2-3). Одержана рідина адіабатно розширюється (процес 3-4), а потім випаровується при зниженому тиску (процес 4-1), відбираючи від охолоджуваного тіла певну кількість теплоти q0K. Кількість теплоти qКК = l0К + q0K, що віддається зовнішньому середовищу при температурі Тк, та кількість теплоти q0K, що відбирається від охолоджуваного тіла з температурою То, можна визначити як: , (3.7) , (3.8) Робота l0K, яка витрачається на стиснення пари: (3.9) Холодильний коефіцієнт: (3.10) Обернений цикл Карно розглядають як ідеальний цикл парової КХМ. На практиці здійснити такий цикл неможливо через наявність необоротних та самодовільних процесів, таких як тертя тощо. Тому в цикл Карно потрібно вносити зміни, які з термодинамічної точки зору погіршують цикл, але надають можливість його реалізації. Так адіабатне розширення рідкого холодоагенту (процес 1.4 на рис. 3.1) замінюється дроселюванням на дросельному вентилі, тобто необоротним розширенням від тиску рк до тиску р0 без здійснення зовнішньої роботи. Це веде до зменшення розмірів КХМ, її здешевлення та спрощення експлуатації. В такому випадку теплова діаграма приймає вигляд, зображений на рисунок 3.2, а. Процес дроселювання показано лінією 3-4', Положення точки 4' на діаграмі свідчить про деяке зниження холодопродуктивності машини, тому що площа 1-4-b-а зменшується на величину 4-b-с-4',
Збільшення питомої холодопродуктивності циклу можна досягти переохолодженням рідкого холодоагенту При цьому передача теплоти навколишньому середовищу не закінчується в точці 3 (див. рисунок 3.2, б), а продовжується по ізобарі, що збігається з лінією насиченої рідини х = 0, до точки 3", а вже потім йде дроселювання 3" -4". В результаті питома холодопродуктивність циклу збільшується на величину площі 4'-4" -е-с. Для подальшого збільшення холодопродуктивності в компресор подається не волога пара стану 1, а суха насичена (а іноді й перегріта) пара стану 1' (рис, 3.3). При цьому питома холодопродуктивність циклу зростає на величину площі 1'-1-a-d, для чого, звичайно, потрібно витратити додаткову роботу компресора 1-1'-2'-2. Застосування цього методу має також важливі експлуатаційні переваги, тому що наявність крапель рідини у вологій парі стану 1 може призвести до гідравлічного удару в циліндрі компресора та спричинити аварію. Таким чином, заміна " вологого ходу" компресора на " сухий хід" збільшує надійність роботи КХМ. Цикл 1'-2'-2-3-3" -4" -1' (див. рисунок 3.3) є типовим для сучасних парових одноступінчастих КХМ.
|