КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Цикл воздушной холодильной установки
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.
Рисунок 14.6 - Идеальный цикл холодильных установок (обратный цикл Карно) Идеальным циклом холодильных установок является обратный цикл Карно (рисунок 14.6). В результате осуществления этого цикла затрачивается работа l0 и тепло q от холодного тела переносится к более нагретому телу. Отношение отведённой от охлаждаемого тела теплоты q0 (произведённого холода) к затраченной работе q - q0 называется холодильным коэффициентом и является характеристикой экономичности холодильной машины: (5) Максимальное значение холодильного коэффициента при заданном температурном интервале равно холодильному коэффициенту обратного цикла Карно (6) Отношение характеризует степень термодинамического совершенства применяемого цикла. В качестве холодильных агентов применяют воздух и жидкости с низкими температурами кипения: аммиак, углекислоту, сернистый ангидрид, фреоны (галоидные производные насыщенных углеводородов). На рисунке 14.7 дана схема воздушной холодильной установки.
Рисунок 14.7 - Схема воздушной холодильной установки
1 – охлаждаемое помещение (холодильная камера), в которой по трубам циркулирует охлаждённый воздух; 2 – компрессор, всасывающий этот воздух и сжимающий его; 3 – охладитель, в котором охлаждается сжатый в компрессоре воздух; 4 – расширительный цилиндр, 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 рисунке 14.8 дан теоретический цикл воздушной холодильной установки в pv-диаграмме.
Рисунок 14.8 - Теоретический цикл воздушной холодильной установки в pv-диаграмме.
Точка 1 характеризует состояние воздуха, поступающего в компрессор; 1-2 – процесс адиабатного сжатия в компрессоре; точка 2 – состояние воздуха, поступающего в охладитель; точка 3 - состояние воздуха, поступающего в расширительный цилиндр; 3-4 – адиабатный процесс расширения; точка 4 – состояние воздуха, поступающего в холодильную камеру; 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 – работав расширительном цилиндре. Следовательно, затрата работы в теоретическом цикле воздушной холодильной установки измеряется площадью 1-2-3-4, а количество теплоты, отнятой от охлажденных тел, равно количеству теплоты, воспринятой воздухом в процессе 4-1.
Рисунок 14.9 - Теоретический цикл воздушной холодильной установки в Ts-диаграмме. Площадь, лежащая под кривой 4-1 соответствует количеству теплоты q0, отведённой от охлаждаемых тел; площадь, лежащая под кривой 4-1, 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 , (7) где Т1 – температура воздуха, выходящего из холодильной камеры и поступающего в компрессор; Т2 – температура воздуха, входящего в холодильную камеру; - средняя массовая теплоёмкость воздуха при постоянном давлении. Работа, затраченная компрессором, определяется , (8) где Т2 – температура воздуха после его сжатия в компрессоре.
Работа, полученная в расширительном цилиндре, определяется , (9) где Т3 – температура воздуха перед расширительным цилиндром.
Работа, затраченная в цикле, определяется (10) Расход холодильного агента определяется , (11) где Q0 и q0 – соответственно холодопроизводительность установки и холодопроизводительность 1кг воздуха, и . Холодильный коэффициент (12) Теоретическая мощность, необходимая для привода компрессора, кВт, определяется (13)
Основным недостатком воздуха как холодильного агента является его малая теплоёмкость, а следовательно, и малое количество теплоты, отнимаемой от охлаждаемого тела одним килограммом агента. Из-за этого, а также других причин воздушные холодильные установки в настоящее время не имеют широкого распространения.
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 1134; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |