Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 39

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 33 34 35 36 37 38 < 39 > 40 41 42 43 44 45 .. 125 >> Следующая

Цикл воздушной холодильной установки. Впервые промышленное получение холода было осуществлено с помощью воздушной компрессорной холодильной установки. На рис. 1.77, а изображена принципиальная схема воздушной компрессорной холодильной установки, а на рис. 1.77, б, в изображен ее цикл в координатах р, и и Т, 5. Рассмотрим принцип работы установки. Воздух из холодильника / охлаждаемого помещения 5 засасывается в цилиндр компрессора 2 (процесс а-1 на рис. 1.77, б), где он подвергается сжатию (процесс 1-2). При сжатии температура воздуха возрастает от Т\ до Т2 (процесс 1-2 на рис. 1.77, в). Сжатый воздух выталкивается из цилиндра компрессора (процесс 2-Ь) в тепло-приемник 3, где он изобарио охлаждается от температуры Т2 до Т3 (процесс 2-3), отдавая теплоту охлаждающей воде цх = срт1 (Т2 — Т3). Охлажденный воздух при давлении р3 поступает в цилиндр расширительной машины 4 (процесс Ь-3). Здесь происходит его адиабатное расширение от рз до р4 = рх с отдачей работы компрессору. При адиабатном расширении воздуха температура его понижается до 203...213 К. Охлажденный воздух из цилиндра расширительной машины выталкивается в холодильник 1 (процесс 4-а), где он изобарно нагревается (процесс 4-1), отнимая от среды охлаждаемого помещения количество теплоты Чг — сРм2(71 — Т4). На рис. 1.77, б пл. а12Ьа изображает работу компрессора )к, пл. Ь34аЬ — работу расширительной машины 1Р, а пл. 12341, равная разности этих площадей,—работу, затрачиваемую в установке, т. е. работу цикла /ц = /к — 1Р. Следовательно, в результате работы установки осуществляется обратный цикл 12341 и поэтому, с другой сто

V б
Рис. 1.77. Принципиальная схема воздушной компрессорной холодильной установки и графическое изображение цикла ее в координатах р, и и Т, «
101
роны, работа цикла /ц = цх — д2. Холодильный коэффициент рассматриваемой установки находится следующим образом:
Чг Чг срт2 (Т\ — Т4)_
/ц Чх — Чг сРтх (Т2 — Т3) — срт2 [Тх — Т4)
Принимая ср,„1 = срт2 и поделив числитель и знаменатель этой дроби на (Г] — ТД получим
е«-«= (г2 - штх - п) - 1 • (,-287)
Из адиабат 1-2 и 3-4 следует, что Т2/Тх = (р2/рх)(к~т и Тэ/Т4 = = (Рз/р4)№_1)№. Так как р2 = р3 и р4 = Рь то Т2/Т1 = Т3/Т4, или Т4/Тг = = Тз/Тз, тогда
ГД ~ тз _ Г2 1 - Т3/Т2 Т2 п ^8Я,
Подставляя выражение (1.288) в уравнение (1.287), получим
1 Т
?вхц = (Гг/П) - 1 = Т2 - Тх ¦ {12Щ
Сравним между собой холодильные коэффициенты цикла воздушной установки и обратного цикла Карно, взятых в одном и том же интервале предельных температур холодильника и теплоприемника. При изотермических процессах подвода и отвода теплоты в обратном цикле Карно предельная температура холодильника должна быть равна Тх, а нагревателя — Т3 (рис. 1.77, в), т. е. обратный цикл Карно в координатах Т, 8 изобразится площадью 12'33'1. Тогда холодильный коэффициент обратного цикла Карно: ек = ТХ/(Т3 — Тх), а так как Г3 < Т2, то 8вх.ц < ?к, что и требовалось доказать.
Конкретные расчеты показывают весьма низкие величины е0„ т. е. весьма малую эффективность цикла рассматриваемой установки. Кроме того, вследствие малой теплоемкости воздуха теплота дх также мала, вследствие чего необходим большой объем циркулирующего воздуха и установка получается громоздкой. Однако использование воздуха как хладагента перспективно в установках с турбокомпрессорами и турбодетандерами, так как в этом случае большой объем воздуха уже не является препятствием для его использования.
Цикл паровой холодильной установки. Применение в холодильных установках вместо воздуха паров низкокипящих жидкостей делает принципиально возможным осуществление обратного цикла Карно, так как в области влажного пара изобары являются одновременно изотермами и, следовательно, холодильный коэффициент этого цикла будет равен холодильному коэффициенту обратного цикла Карно.
В качестве хладагентов паровой холодильной установки используются вещества с технически допустимыми давлениями насыщенных паров во всем диапазоне температур цикла. Несмотря на дешевизну, доступность и безвредность, вода в качестве хладагента холодильных установок не применяется, так как даже в диапазоне ограниченных температур (не ниже; 2°С) имеет такое низкое давление насыщения,
'102
которое обычная холодильная установка обеспечить не может. Применяемые раньше в качестве хладагентов углекислота и хлористый метил в настоящее время вытеснены фреонами — фторхлорпроизводными углеводородами типа СтН„?хС\у. Низкие температуры затвердевания, хорошая смачиваемость металлов, низкие температуры в конце сжатия и широкий диапазон температур применения — все это является большим достоинством фреонов. Наряду с фреонами для температур кипения ниже 208 К применяют аммиак.
Реальный цикл паровой компрессорной холодильной установки несколько отличается от обратного цикла Карно следующим: 1) дорогостоящая расширительная машина заменена дешевым небольшого размера дросселем, причем дополнительные потери вследствие дросселирования хладагента оказываются практически ничтожными; 2) перед подачей влажного пара в компрессор он сепарируется до состояния сухого насыщенного пара, вследствие чего процесс сжатия происходит в области перегретого пара, что приводит к увеличению холодильной мощности.
Предыдущая << 1 .. 33 34 35 36 37 38 < 39 > 40 41 42 43 44 45 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed