Студопедия — Циклы холодильных установок
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Циклы холодильных установок






 

Холодильные установки служат для искусственного охлаждения тел ниже температуры окружающей среды. Рабочее тело в холодильных машинах совершает обратный круговой процесс, в котором в противоположность прямому циклу затрачивается работа извне и отнимается теплота от охлаждаемого тела.

Рис.1. Обратный цикл Карно в T-S координатах.

Идеальным циклом холодильных машин является обратный цикл Карно (рис. 1). В результате осуществления этого цикла затрачивается работа l0 и тепло q от холодного тела переносится к более нагретому телу.

Отношение отведенной от охлаждаемого тела теплоты q0 (произведенного холода) к затраченной работе q-q0 носит название холодильного коэффициента и является характеристикой экономичности холодильной машины:

Очевидно, максимальное значение холодильного коэффициента при заданном температурном интервале равно холодильному коэффициенту обратного цикла Карно, т. е.

 

 

Отношение характеризует степень термодинамического совершенства применяемого цикла.

В качестве холодильных агентов применяют воздух и жидкости с низкими температурами кипения: аммиак, углекислоту, сернистый ангидрит и в последнее время фреоны (галоидные производные насыщенных углеводородов).

На рис.106 дана схема воздушной холодильной установки: охлаждаемое помещение I, или холодильная камера, в которой по трубам циркулирует охлаждённый воздух; компрессор 2, всасывающий этот воздух и сжимающий его; охладитель 3, в котором охлаждается сжатый в компрессоре воздух; расширительный цилиндр 4, в котором воздух расширяется, совершая при этом работу и понижая свою температуру. Из расширительного цилиндра холодный воздух направляют в холодильную камеру, где он, отнимая теплоту от охлаждаемых тел, нагревается и вновь поступает в компрессор. В дальнейшем этот цикл повторяется.

На рис. 107 дан теоретический цикл воздушной холодильной установки в диаграмме pv. Точка 1 характеризует состояние воздуха, поступаюoего в компрессор; линия 1—2 — процесс адиабатного сжатия в компрессоре; точка 2 — состояние воздуха, поступающего в охладитель; точка 3 — состояние воздуха, поступающего в расширительный цилиндр; линия 3—4 — адиабатный процесс расширения; точка 4 — состояние воздуха, поступающего в холодильную камеру (охлаждаемое помещение), и линия 4—1 — процесс нагревания воздуха в этой камере. Площадь 1—2—6—5— 1 измеряет работу, затраченную компрессорами на сжатие, а площадь 3—6—5—4—3 представляет собой работу, полученную в расширительном цилиндре. Следовательно, затрата работы в теоретическом цикле воздушной холодильной установке измеряется площадью 1—2—3—4, а количество теплоты отнятой от охлажденных тел, равно количеству теплоты воспринятой воздухом в процессе 4—1. Этот же цикл в диаграмме Ts изображен на рис. 108. Площадь, лежащая под кривой 4—1, соответствует количеству теплоты q0 отведенной от охлаждаемых тел; площадь, лежащая под кривой 2—3, соответствует количеству теплоты, переданной охлаждающей воде в охладителе, а площадь 1—2—3—4—1 — работе, затраченной в цикле.

Холодопроизводительность 1 кг воздуха q0 определяется из уравнения:

где T1 – температура воздуха, выходящего из холодильной камеры и поступающего в компрессор;

T4 – температура воздуха, входящего в холодильную камеру;

Сpm – средняя массовая теплоёмкость воздуха при постоянном давлении.

Работа, затраченная компрессором,

,

где T2 – температура воздуха после его сжатия в компрессоре.

 

Работа, полученная в расширительном цилиндре,

,

где T3 – температура воздуха перед расширительным цилиндром.

Работа, затраченная в цикле, определяется по уравнению:

Расход холодильного агента:

кг/с, (*)

где Q0 и q0 – соответственно холодопроизводительность установки и холодопроизводительность 1 кг воздуха в кДж/с и кДж/кг (или в ккал/с и ккал/кг).

Холодильный коэффициент:

Холодильный коэффициент можно выразить также в функции отношения конечного и начального давлений в компрессоре:

Теоретическая мощность, необходимая для привода компрессора,

, кВт, (**)

если l0 выражено в кДж/кг.

Основным недостатком воздуха как холодильного агента является его малая теплоёмкость, а следовательно, и малое количество теплоты, отнимаемой от охлаждаемого тела одним килограммом агента. Вследствие этого, а также других причин воздушные холодильные установки в настоящее время не имеют широкого распространения.

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 719. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Медицинская документация родильного дома Учетные формы родильного дома № 111/у Индивидуальная карта беременной и родильницы № 113/у Обменная карта родильного дома...

Основные разделы работы участкового врача-педиатра Ведущей фигурой в организации внебольничной помощи детям является участковый врач-педиатр детской городской поликлиники...

Ученые, внесшие большой вклад в развитие науки биологии Краткая история развития биологии. Чарльз Дарвин (1809 -1882)- основной труд « О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь»...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия