Цикл Карно для холодильной машины. p-v, T-s диаграммы цикла

Такой цикл состоит из:

адиабатического сжатия паров в компрессоре (кривая 1-2);

изотермической конденсации паров в конденсаторе (кривая 2-3);

адиабатического расширения жидкости в расширителе

(кривая 3-4);

изотермического парообразования жидкости в испарителе (4-1).

Цикл Карно является двухтемпературным, то есть теплообмен происходит между двумя источниками:

холодильным источником (испарителем), который при температуре Т0 поглощает тепло Q0;

горячим источником (конденсатором), который при температуре Тк отдает в окружающую среду тепло Qк.

Цикл Карно теоретически можно осуществить с помощью следующих элементов:

Компрессора без потерь, который адиабатически (без теплообмена с внешней средой) сжимает влажный пар. Совершаемая работа затрачивается исключительно на изменение внутренней энергии газа (линия 1-2 рис. 2.4). В процессе сжатия капли жидкости испаряются, и в точке 2 образуется сухой насыщенный пар.

Конденсатора бесконечной поверхности, в котором пар превращается в жидкость при температуре окружающей среды (процесс 2-3).

Регулирующего вентиля без потерь, в котором жидкость адиабатически расширяется.

Испарителя бесконечной поверхности, в котором вся жидкость превращается в пар при температуре холодного источника Т0.

P-V диаграмма холодильного цикла дает возможность определить холодопроизводительность холодильной машины и затраченную энергию путем измерения площади, заключенной между линиями процессов. Однако построить цикл с максимальным коэффициентом преобразования по этой диаграмме затруднительно. Данный процесс лучше исследовать на диаграмме «температура – энтропия» (T-S диаграмма). Это связано с тем, что в T-S диаграмме холодильный цикл может быть представлен прямыми линиями. Определение площадей, ограниченных прямыми линиями, намного проще, а результаты точнее.

Важным является то, что на T-S диаграмме идеальный цикл Карно отображается прямоугольником (рис. 2.5).

С – тройная точка; I – жидкая фаза хладагента; II – парожидкостная фаза; III – газообразная фаза

Энтропийное сжатие хладагента происходит по прямой 2-3; изотермическая конденсация – 3-4; адиабатическое расширение – 4-1; изотермическое парообразование ‑ 1-2.

Дата добавления: 2014-12-24