Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 42

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 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 125 >> Следующая

Так как энергия в совмещенном цикле затрачивается в форме работы, то эффективность этого цикла можно охарактеризовать отношением суммы количеств теплоты д2 и холода дх к работе цикла /ц:
к = (Яг + чЖ (1.296)
Так как д2 = дх 4- /ц, то
Чх + /ц + #Л
А5
і-«-
Рис, 1.84. Графическое изображение цикла совместного получения теплоты и холода в координатах Т, я
к =
= 2є + 1,
(1.297)
где е — холодильный коэффициент совмещенного цикла.
Недостатком совмещенного цикла является то, что количества теплоты #2 и дх холода, полученные в этом цикле, не произвольны, а находятся в определенной зависимости от температур Т2 и Тх. Если, как это показано на рис. 1.84, холодильная машина и тепловой насос работают по обратному циклу Карно, то отношение
Чг
Чх
Т2Ая ТХА$
(1.298)
Уравнение (1.298) справедливо и в том случае, когда процессы подвода и отвода теплоты в совмещенном цикле не являются изотермическими. В этом случае под Т2 и Тх подразумевают средние температуры подвода и отвода теплоты.
§ 1.12. ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРЫ
В химической промышленности часто требуется затрата энергии в форме теплоты различной температуры; до настоящего времени единственным способом получения теплоты для. технологических нужд яв
108
ляется сжигание топлива и передача теплоты от продуктов сгорания либо непосредственно к телу, участвующему в процессе, либо к промежуточному теплоносителю при весьма большой разности температур между ними. Согласно второму закону термодинамики, потеря энергии на необратимость процесса теплообмена между телами тем больше, чем больше разность температур между ними. Следовательно, этот способ получения теплоты различной температуры для технологических целей связан с большой потерей работоспособности химико-технологической системы. Вместе с тем принципиально возможно, имея некоторое количество теплоты при высокой температуре, получить большее количество теплоты при более низкой температуре с работоспособностью, равной работоспособности начального количества теплоты с высокой температурой. Это можно осуществить в обратимых циклах Карно в прямом — между источником теплоты дх с температурой 7Л и окружающей средой с температурой Т0 и в обратном — между источником теплоты д2 с температурой Т2 < Тх и окружающей средой. В самом деле, получаемую в прямом обратимом цикле Карно работу / = <21Г|к = <?1 (Тх — Т0)/Тх можно использовать в тепловом насосе, работающем по обратному обратимому циклу Карно для передачи теплоты д2 на температурный уровень Г2, тогда количество теплоты
, Т2 Тх- Т0 Т2
Ц2 = 'фк = I — <?1 -----"^Г--~-7^Г,
12 — 10 1х 12 — 10
ИЛИ
д2 _Т2 Тх - Г0 _ 1 - Тр/Тх
41 Тх Т2-Т0 1 -Го/Г2- ^ • У}
Из этого отношения следует, что если Тх > Г2, то д2 > Ц\. Отношение д2/<?1 называют идеальным коэффициентом преобразования теплоты и обозначают буквой \|/.
Из уравнения (1.299) при 7Л = 1273 К, Г2 = 323 К и Г0 = 273 К получаем \|/ = д2/с}х « 5. Другими словами, для получения 5 МДж теплоты при Г2 = 323 К достаточно затратить 1 МДж теплоты при Тх — = 1273 К, при этом работоспособность низкотемпературной теплоты будет такой же. Следовательно, с термодинамической точки зрения нагревательная установка, передающая теплоту от теплоносителя с температурой 1273 К непосредственно к теплоприемнику с температурой 323 К, в пять раз менее экономична, чем обратимая теплопреоб-разующая установка.
Устройство, позволяющее передавать теплоту от объекта с одной температурой к объекту с другой температурой, называется термотрансформатором. Термотраисформатор, предназначенный для получения теплоты при более низкой температуре, чем исходная, называется понижающим, а предназначенный для получения теплоты при более высокой температуре, чем исходная,-- повышающим. Термотрансформатор, предназначенный для одновременного получения теплоты при более высокой и более низкой температурах, называется термотрансформатором смешанного типа. Итак, цикл любого термотрансформатора представляет собой сочетание прямого и обратного
109
циклов. Очевидно, в термотрансформаторах \|/ достигает своего максимального значения, когда обоими циклами являются обратимые циклы Карно.
На рис. 1.85, а представлена энергетическая схема понижающего трансформатора, а на рис. 1.85, б — его цикл. Из рисунка видно, что понижающий трансформатор представляет собой сочетание указанных выше циклов тепловой машины и теплового насоса.
Нетрудно показать, что для понижающего термотрансформатора величина \|/ вычисляется по уравнению (1.299). В самом деле, как видно из рис. 1.85, совершаемая тепловой машиной работа / — = = <?1 (Тх — Т2)1Ти а количество теплоты д2, переданное объекту с температурой Т2 тепловой машиной <?2 и тепловым насосом #2, будет
у _ 7" 71
42 = Чг + Чг- Так как ^^д^-Ыц^- Чх —--= ^ — и & = <рк/ =
/1 1х
Т2 Тх - Т2 Чх
Т2 - То
то окончательно
, , „ Т2 1 Т2Тх~ Т2 Чг = 42 + Чг = Чх -трг + 41 -=- ~-
1Х 1X 12 — *0
= 41
Т2 Тх - Гр Тх Т2-70'


9
Г

щ
щ



5
Рис. 1.85. Энергетическая схема понижающего термотрансформатора (а) и изображение его цикла в координатах Т, я (б)
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed