ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Цикл газовой холодильной машины из "Холодильные машины и аппараты" Характер процессов цикла в значительной мере определяется физическими свойствами рабочего тела. По физическим свойствам рабочие тела холодильных машин можно разделить на три группы. К первой из них относятся газы и прежде всего воздух, ко второй—пары жидкостей, распространенными из которых являются аммиак, вода, углекислота, сернистый ангидрид, хлористый метил, фреоны и др., к третьей группе—растворы. Из растворов наиболее широко используется водоаммиачный. [c.120] В газовых циклах рабочее тело не изменяет своего агрегатного состояния, в то время как в процессах паровых циклов жидкое рабочее тело превращается в пар, который затем конденсируется при более высоком давлении. [c.120] Характерной особенностью газовых и паровых циклов является протекание процессов подвода и отвода тепла, обычно совершающихся при постоянном давлении с изменением температур рабочего тела в определенном интервале. Подвод и отвод тепла в паровых циклах с однокомпонентным рабочим телом совершается в процессах кипения и конденсации при постоянном давлении, а следовательно—постоянных температурах. [c.120] В практических условиях работы холодильной машины применяются комбинированные паро-газовые циклы, процессы подвода и отвода тепла в которых протекают на одном участке (газ) с переменной температурой, а на другом (влажный пар)—с постоянной. [c.120] Величина т) отнюдь не является постоянной для данного рабочего тела в различных условиях работы холодильной машины, так как один и тот же цикл в зависимости от характера процессов охлаждаемой среды и тела, отводящего тепло, а следовательно значения дает различную степень термодинамического совершенства. Покажем это на примере цикла газовой холодильной машины, в которой рабочим телом служит воздух (рис. 4 3). [c.120] Машина предназначена для охлаждения тел Д, вес которых 0 —и теплоемкость с , от температуры до Т . Процесс изменения состояния охлаждаемого источника показан в энтропийной диаграмме линией а—Ь. Обратимый цикл холодильной машины в этом случае характеризуется точками Ь—а—й—с. [c.120] Рассмотрим рабочие процессы этой машины. Холодный воздух состояния 4 при атмосферном давлении поступает в камеру А, где, охлаждая тела Д, нагревается до температуры Т1—точка 1. Далее воздух адиабатно сжимается компрессором Б до давления и достигает состояния, определяемого точкой 2. Исходя из значения низшей температуры холодного воздуха и его давления р , можно установить состояние воздуха 4 при входе в камеру. Пересечение адиабаты, проведенной через точку 4, с изотермой окружающей среды, определяет давление р , соответствующее точке 3. Воздух, сжатый компрессором, охлаждается в холодильнике до состояния 3, после чего адиабатно расширяется расширителем Г и с низкой температурой поступает в холодильную камеру. [c.121] Исходя из равенства количества тепла, отданного охлаждаемыми телами в процессе а—Ь, холодопроизводительности машины, можно установить низшую температуру Т4 воздуха после расширителя. [c.121] Вопрос о взаимосвязи процессов охлаждаемого и рабочего тел должен быть подробно исследован в конкретных условиях работы машины с целью возможного исключения необратимости. [c.121] Здесь 7о и д—теплота, подводимая и отводимая в цикле. [c.121] Таким образом, в одном и том же газовом цикле при разных источниках степень термодинамического совершенства рабочего тела неодинакова. Иногда отношение -f] называют степенью термодинамического совершенства рабочего тела. Это определение было введено Р. Планком [30], который выражает y , относя значение т к холодильному коэффициенту цикла Карно. Здесь следует подчеркнуть не только то, что холодильный коэффициент цикла Карно не может являться универсальным критерием термодинамического совершенства цикла, но и что понятие термодинамическое совершенство не может ограничиваться только рабочим телом, вне зависимости от внешних условий, определяемых окружающей средой и охлаждаемым телом. [c.123] По энтропийной диаграмме (рис. 48) можно установить, что Т Tg и, следовательно, -rja 1. При этом sj- значительно меньше s , так как в условиях источников постоянной температуры цикл воздушной холодильной машины дает большие необратимые потери в процессах взаимодействия с охлаждаемой средой и отвода тепла окружающей средой. Из этого можно заключить, что для поддержания постоянной температуры охлаждаемого тела, без необходимости при этом получать горячую воду, цикл воздушной холодильной машины термодинамически мало эффективен. Однако анализ этого цикла приводит к выводу о термодинамической целесообразности такой холодильной машины при наличии источников переменной температуры. [c.123] Проиллюстрируем свойства воздуха как рабочего тела холодильной машины с помощью примера. Пусть холодильный эффект необходимо получить при разных температурах Т4 поступающего холодного воздуха атмосферного давления (Pi=l ama), однако во всех режимах высшая температура Tj холодного воздуха одинакова и равна 263° К (—10°) и температура Т поступающей охлаждающей воды тоже не меняется и равна 293° К (20°) Для получения разных температур после расширителя, при неизменном значении Т3, давление Ра в конце сжатия в компрессоре должно способствовать достижению нужной температуры Т4. Зададимся давлением в пределах от 2 до 5 ama. [c.123] Пользуясь далее энтропийными диаграммами для воздуха, определим ряд. величин, характеризующих теоретический процесс воздушной холодильной машины. Эти вычисления приведены в табл. 9. [c.124] Температура конца сжатия. . [c.124] Температура конца расширения. . [c.124] Работа компрессора AU в ккал/кг. [c.124] Работа цикла AI в ккал/кг. [c.124] отводимое в охладителе q, в ккал/кг. . [c.124] Объем воздуха, всасываемый компрессором машины холодопроизводительностью 100 000 ккал/час, в м /час. [c.124] Вернуться к основной статье