Оглавление:
Основные понятия о работе холодильных установок
- Основная концепция работы холодильной установки / Согласно второму закону термодинамики (см. Главу 8), обратный цикл Карно может отводить тепло от низкотемпературного источника тепла и передавать тепло высокотемпературному источнику тепла, проводя механическую работу. Было указано. Машина, которая поддерживает температуру тела ниже температуры окружающей среды, называется
холодильником, Искусственное охлаждение помещений и различных объектов широко используется в народном хозяйстве (строительство метрополитенов, угольных бассейнов, горнодобывающей, химической и газовой промышленности, машиностроительных заводов, где термическая о). Простуда имеет важное значение для сохранения продуктов питания. Кондиционер создает хорошие
обработка деталей машин проводится при низких температурах Людмила Фирмаль
условия в промышленных и общественных зданиях. Газообразный объект как рабочая жидкость. Холодильные агрегаты можно разделить на две группы. К первой группе относится газовое или воздушное оборудование, где впервые было произведено холодное промышленное производство. Такое оборудование широко не используется, потому что эффект охлаждения отдельных устройств невелик, а размеры велики. Вторая группа включает компрессорные *
паровые агрегаты. Этими рабочими жидкостями (хладагентами) являются пары различных веществ: аммиак (NH3), диоксид углерода (CO2), диоксид серы (S02), фреон (фторхлорпроизводные углеводородов), фреон-12 в нем ( CF2C12) является типичным. Высоконадежные холодильные установки являются наиболее распространенными в отрасли. Помимо газа и пара, существуют холодильные установки, основанные на других принципах эжектора и абсорбции пара. Им требуется тепло горячей рабочей жидкости для
- выработки холодного воздуха, а не механическая задача. В холодильнике с эжектором пара кинетическая энергия рабочей струи пара любого вещества используется для сжатия хладагента. Паровые эжекторные холодильные агрегаты известны своей низкой термодинамической целостностью и редко используются в промышленности. Больше shirbkbe (абсорбционная холодильная установка получила Zaрrbstranenyö. Используйте энергию, чтобы получить охлаждающий эффект (в виде тепла) (например, впрыск
пара). В процессе 1-4 тепло g2t, получаемое от охлаждаемого объекта, подается в хладагент. Она обращается к пл. 51465. В процессе 2-3 количество отводимого тепла удаляется из хладагента. , пл. 23652. при температуре, равной постоянной температуре в процессе 3-2. Pl. 12341 соответствует проведенной механической работе. Показателем целостности обратного цикла является коэффициент охлаждения e = qjl. г «Больше
Это тепло передается верхнему источнику тепла Людмила Фирмаль
тепла лишено, чем q2 и рисунок 21. Меньше времени тратится на машины Чем больше работы, или е, тем лучше цикл охлаждения. Коэффициент охлаждения любого обратного цикла является низким по сравнению с циклом охлаждения воздушных, вытяжных и абсорбционных холодильных установок На фиг.21-2 показана схема блока воздушного охлаждения, в котором в качестве рабочей жидкости используется воздух, который является наиболее удобной,
безопасной и доступной рабочей жидкостью. Система воздушного охлаждения работает следующим образом: • Воздух, который охлаждает помещение, сжимается компрессором. В результате температура повышается. Сжатый воздух при постоянном давлении подается в теплообменник 3, где он охлаждается (1 подогревается до температуры окружающей среды (.D 1 среда)). Когда он расширяется, температура повышается. Спирт падает до -50 или -70 ° C, и холодный воздух * направляется для охлаждения помещения, а когда он нагревается, он снова поступает в компрессор. Идеальный цикл блока
воздушного охлаждения показан на диаграммах pv и ^ (рисунки 21-3 и 21-4). • В процессе 1-2 воздух адиабатически сжимается от давления rg до r. В изобарическом процессе тепло отводится от воздуха к внешнему источнику 2-3, а его температура падает с Т2 до Т3. Во время адиабатического расширения в 3-4 процесса воздух дополнительно охлаждается £ 9-14. Далее в изобарическом процессе 4-1 тепло отводится из охлажденного помещения (передача тепла), так что воздух нагревается от ТА до 7 °. Я. Работа, потраченная на
реализацию цикла, равна разнице между высотой ft и q2. Учитывая постоянную теплоемкость, Qi = cP (T2-T3), q2-cp (T1-TJ, l = Qi-qi = cp (T2-T3) — (7 \ -T). 1 ^ Яг _ Tx-7 \ Рисунок 21-3 /(Гв—Г.)-(74 —Г4) • [(7 * 2-T $) / (Ti — I Рисунок 21-4 -Изолирующий процесс 1-2 а • W = (pjpjw * 7ug4 = (pjpjb-M, Но р2 = р3, а = f4, 777 \ = 7УГ4. Или пропорционально собственности (R, -r3) / (ra-rj = r, f? = R3 / r4. Это было в прошлом. «» 1 (2М) 8 = = 7y (G2-7 ), (T2 / T0- Где Tg — температура охлаждаемого помещения или
температура воздуха, всасываемого в компрессор. T2- Температура сжатого воздуха. -Цикл блока воздушного охлаждения необратим снаружи. Это связано с тем, что тепло выделяется в окружающую среду при постоянной температуре в пределах, равных Т8. Подвод тепла осуществляется из охлаждаемого помещения и должен поддерживать постоянную температуру, не превышающую 7 °.
Поэтому из-за несовершенства цикла воздух после компрессора должен быть перегрет с разностью температур T2-G3 и охлажден ниже комнатной температуры, охлажденной значением Tg-TA. Наиболее полным процессом отвода тепла является изотермический процесс 5-3 (Рисунок 21-4), а процессом подачи тепла является изотермический процесс 6-1. Кроме того, эти процессы могут работать обратимо в определенных пределах. Однако цикл 1-5-3-6-1 является обратимым циклом Карно. В результате было вновь подтверждено, что реверсивный цикл реверса Карно был наиболее полным циклом
холодильной установки. , • По сравнению с циклом Карно идеальный цикл холодильной установки с воздушным охлаждением требует дополнительной работы, эквивалентной сумме пл. 2352 и 1641. В этом случае количество тепла, отводимого из помещения, охлаждаемого за один цикл, уменьшается на величину пл. 1641 по сравнению с циклом Карно. Коэффициент охлаждения эквивалентного обратного цикла Карно следующий из рисунка 21-4 равен ek = qjl = qj (qi-q2) = Tr (T, -7 ), Поскольку T3 <7 * 2, ei> e. Цикл охлаждения воздуха на рис. 21-5
термодинамически неполон, Также установка экономична и громоздка. На фиг.21-5 показан вид охлаждающего устройства парового эжектора. Пар из котла 6 подается в ту же камеру через сопло. Полученная в камере паровая смесь сжимается эжекторным диффузором и поступает в конденсатор J, где она полностью конденсирует тепло испарения. Выходя из конденсатора, жидкость разветвляется на два потока. Управляющий клапан 4 может
ограничивать поток одной жидкости. При падении давления и температуры небольшая часть жидкости превращается в пар. Полученный влажный пар с низкой степенью сухости (до 10%) поступает в испаритель / хладагент 4. Другой поток конденсата подается в котел 6 подающим насосом 5, где он преобразуется в пар за счет подводимого извне тепла и снова входит в сопло эжектора. В испарителе 1 хладагент представляет собой влажный пар, получает
тепло охлаждаемого объекта, испаряется при постоянном давлении, подается в виде сухого пара в смесительную камеру эжектора, и цикл повторяется. В узле охлаждения парового эжектора энергия расходуется в виде тепла, а не в виде механической работы. Коэффициент холодильной / паровой эжекторной холодильной установки определяется по следующей формуле. Где q2 — количество тепла, подводимого к хладагенту в испарителе, на кг хладагента. qx — количество тепла, подаваемого на пар парового котла, на кг
хладагента. Большим преимуществом холодильной установки с паровым эжектором является то, что нет дорогостоящего компрессора, и нет разницы в простоте, надежности и небольших размерах установки Ykeh, но термодинамическая целостность и термический КПД низкие. Используя соответствующую рабочую жидкость, вытяжная холодильная установка может нагреваться до очень низкой температуры. ? Следующим представительным холодильным агрегатом является абсорбционный холодильный агрегат. Поглощение — это процесс, посредством которого вся масса одного объекта поглощается другим объектом. Абсорбционные холодильные установки сильно отличаются от всех других
холодильных установок простой конструкцией. Холодильный эффект абсорбционной установки достигается за счет энергии в виде тепла, а не за счет энергии в виде механической работы. В системе абсорбции перегретого пара отбираются два раствора для тела, которые полностью растворяются друг в друге и имеют разные точки кипения. Жидкость с низкой температурой кипения используется в качестве хладагента, а другая жидкость с высокой температурой кипения используется в качестве абсорбента. Температура кипения бинарного раствора при данном давлении зависит от концентрации раствора. Изображения свойств двоичной системы генерируются в так называемых диаграммах состояний. Горизонтальная ось
представляет концентрацию хладагента C, а вертикальная ось представляет давление p или температуру t (Рисунок 21-6). Источником является точка кипения чистого абсорбирующего материала — точка A (Cx = 1; C2-0), а точка B — температура чистого вещества хладагента (C2 = 1; Cg = 0; Cx + C2 == 1). оно соответствует. Кривая AaB представляет состояние жидкой фазы или линии кипящего раствора при определенном давлении, а кривая ABB представляет собой конденсацию (сухой насыщенный пар) или равновесное сосуществование обеих фаз с линией газовой фазы.
Рисунок 21-6. Рассмотрим процесс испарения бинарной смеси С-диаграмм. Предположим, что исходное состояние исследуемой смеси характеризуется точкой 1 концентрации Cx и температурой tv. Когда в этот раствор подается тепло, температура поднимается по линии 1-2. В точке 2 на кривой кипящей жидкости раствор кипит, и температура сухого насыщенного пара в точке 2 равна температуре жидкости. Состав пара в точке 2 — это состав кипящей жидкости в точке 2. Это очень разные. Следовательно, кипящая жидкость находится в точке 2.
Сухой насыщенный пар с составом 02> и составом С2- находится в равновесии (С2-> С2-), т.е. если в кипящую жидкость подается больше тепла, содержание второго компонента будет Уменьшение, процесс испарения соответствует линии 2-3, в точке 3 раствор находится в состоянии системы Плавление из кипящей жидкости (точка # ‘) с составом CV и сухим насыщенным паром (точка 3 «) с составом C3», C3 «> C3vC3- и C3» представляет собой равновесный состав жидкости и пара при давлении p и температуре кипения / 3 соответственно это. = тр. Когда подводится больше тепла, можно достичь точки 4, где раствор превращается в полностью сухой насыщенный пар, состав
которого представляет собой исходный состав жидкой смеси (C4- = C), кипящей жидкости Равновесие с сухим насыщенным паром состава С4 » Композиция С4 ‘. Если будет поставлено больше тепла, пар будет перегреваться (точка «5»). ■ Поэтому, если насыщенный пар высокой концентрации C2 образуется в испарителе, помещенном в холодильник, и его состояние представлено током 2, этот пар находится в равновесии с кипящей жидкостью, имеющей концентрацию C2> Это становится. При более низких концентрациях С4 — <^ 2 ‘»этот пар переохлаждается, поэтому при контакте пар начинает конденсироваться, что приводит к полному поглощению или поглощению пара жидкостью. В этом случае тепло конденсации отводится. Повышается температура жидкости / 4, выше, чем
температура пара (г. «В результате происходит передача тепла от объекта с низкой температурой нагрева (пар с высокой концентрацией) к объекту с большей температурой. Подогрев (низкая концентрация»). жидкости). Рисунок 21-7 В соответствии с вышеизложенным принципиальная схема абсорбционного блока имеет форму, показанную на фиг.2. 21-7. Работа абсорбционной холодильной установки происходит следующим образом. В парогенераторе / с подачей тепла qlt хладагент испаряется из бинарной смеси и направляется в конденсатор 2 в виде почти сухого насыщенного пара, где он полностью конденсируется, выделяя тепло испарения в охлаждающую воду. вы. Хладагент дросселируется в виде жидкости с помощью регулирующего клапана 3, его давление падает, и температура жидкости падает до температуры ниже, чем температура охлаждаемого помещения. Вы. Поглотитель 5 отдает
тепло абсорбции охлаждающей воде, а абсорбент 4 полностью поглощается. Когда лекарство поглощается абсорбентом, высококонцентрированный раствор перекачивается в парогенератор насосом 6, где лекарство испаряется из раствора и направляется в конденсатор 2 за счет внешнего тепла qv. Концентрация препарата в поглотителе увеличивается и откачивается обратно в парогенератор насосом 6. В соответствии с вышеизложенным принципиальная схема абсорбционного блока имеет форму, показанную на фиг.2. 21-7. Работа абсорбционной холодильной установки происходит следующим образом. В парогенераторе / с подачей тепла qlt хладагент
испаряется из бинарной смеси и направляется в конденсатор 2 в виде почти сухого насыщенного пара, где он полностью конденсируется, выделяя тепло испарения в охлаждающую воду. вы. Хладагент дросселируется в виде жидкости с помощью регулирующего клапана 3, его давление падает, и температура жидкости падает до температуры ниже, чем температура охлаждаемой комнаты. Поглотитель 5 отдает тепло абсорбции охлаждающей воде, а абсорбент 4 полностью поглощается. Когда лекарство поглощается абсорбентом, высококонцентрированный раствор перекачивается в парогенератор насосом 6, где лекарство испаряется из раствора и направляется в конденсатор 2 за счет внешнего тепла qv. Концентрация препарата в поглотителе увеличивается и откачивается обратно в парогенератор насосом 6.
Смотрите также:
Решение задач по термодинамике
| Циклы парогазовых установок | Цикл паровой компрессорной холодильной установки |
| Циклы установок с магнит идродинамическими генераторами | Тепловой насос |
