ДЩріс 12
(2 са“ат, 9 апта)
Та›ырып. Тоназыт›ыш машиналардыЈ циклдары
ДЩріс саба›тыЈ жоспары
1 ТоЈазыту агенттері
2 ТоЈазыту ›оЈдыр“ысыныЈ тЇрлері
3 бу компрессорлы тоЈазыту ›оЈдыр“ысыныЈ ›±рлысы, ж±мысы
4 Бу компрессорлы тоЈазыту ›оЈдыр“ысыныЈ циклы
5 Бу эжекторлы тоЈазыту ›оЈдыр“ысы
ТоЈазыту ›оЈдыр“ысыныЈ циклы
Азы›-тЇлікті са›тау жЩне тама› йнеркЩсібіне Їлкен шамалы суы› ›ажет екені жалпы“а белгілі. Жасанды суыту химия йнеркЩсібінде я“ни, синтетикалы› каучук жЩне т.б. йнімдер йндіруге, металургияда металл йЈдеуге, жер асты ›±рылыстарында, ауаны конденсацияла“анда ›ажет. Негізінен кеЈ тара“аны: компрессорлы бу м±здат›ыш ›ондыр“ысы болып саналады.
Ж±мысшы дененіЈ температурасын ›орша“ан орта температурасынан тймен ›ылып алуды суы›ты алу деп атайды. Ол Їшін, нЩтижесінде жылу тймен температуралы денелерден алынып температурасы жо“арыра› орта“а берілетін, процестер сЩйкестігі жЇогізілетін тоЈазыт›ыш машиналар ›олданылады. ЖылудыЈ азыра› ›ыздырыл“ан денеде кйбірек ›ыздырыл“ан денеге ауысуы термодинамиканыЈ екінші бастамасына орай, тек белгілі-бір теЈгеруші процесс бар бол“анда жЇзеге асады, жЩне де осы процестіЈ сипатына ›арай тоЈазыт›ыш машиналар компрессорлы, булы эжекторлы жЩне абсорбциялы›, жылу пайдаланушылар сыныбына жа“атын машиналарда, суы› алу“а сырттан ›ндайда-бір жылу мйлшері ж±мсалып, ал тйменірек температуралы› деЈгейге ауысатын теЈгеруі процесі кймектеседі. Оларда жылудыЈ ж±мыс›а асуысыныЈ тура циклы жЩне кері – ж±мыс ж±мсап суы› алу циклдары біріктірілген.
љазіргі кезде компрессорлы тоЈазыт›ыш машиналар Щсіресе кйп тара“ан. љолданылатын немесе ж±мысшы дененіЈ тегіне ›арай олар негізгі екі тЇрге бйлінеді: ауалы› жЩне булы›. Ауалы› тоЈазыт›ыш машиналар, ауаныЈ жылу сыймдылы“ан тймендегімен, жылу алмастыр“ыштарда“ы жылу беруден тймен коэффициенттерінен салдары ретінде ауаныЈ Їлкен кйлемдерін ›олданудыЈ ›ажеттілігі сия›ты салыстырмалы ша“ын тиімділігініЈ ар›асында сирек ›олданылады.
Булы тоЈазыт›ыш машиналарда“ы (БТМ) ж±мысшы денелер болып, атмосфералы› ›ысым“а таяу ›ысымды, тймен температурада ›айнайтын с±йы› булары болады; ж±мысшы денені тоЈазыт›ыш техникада тоЈазыт›ыш агенттар деп атайды. М±ндай тоЈазыт›ыш агенттердіЈ мысалына, NH3 аммиак, SO2 кЇккірті ангидрид, CO2 кймір›ыш›ыл газы, CH3CL хлорметил жЩне CmHxFyCLz тЇріндегі кйміртегеніЈ фторхлор туындылар – фреондарды (хладондарды) жат›ызу“а болады.
Ж±мысшы дене ретінде кйбіне аммиак ›олданылады NH3 немесе фреондар. Б±л ж±мысшы дененіЈ маЈызы ›айнау температурасыныЈ тймендігі. Берілген жылу тасымалда“ыштардыЈ сипаттамасы 4 кестеде кйрсетілген. М±здат›ыш ›ондыр“ысыныЈ на›ты цикліне Карно кері ›айту циклі жатады. Мысалы, аммиактыЈ атмосфералы› ›ысымда“ы ›айнау температурасы – 33,3 ; хладонныЈ – 12 (R12) -29,7 ; кЇккірті ангидридтыЈ -10 ; хлорлыметил -24 ; ал хладон – 22 (R22) -40,8 . 20-40 конденсация температурасында б±л тоЈазыт›ыш агенттін ж±мысшы ›ысымы иммиак пен хладон – 22 Їшін 1,6 МПа, ал кймір›ыш›ылы Їшін 7 МПа-дан артпайды.
Абсорбциялы тоЈазыт›ыш машиналар.
Абсорбциялы тоЈазыт›ыш машиналарыныЈ ж±мыс істеу тЩртібі компрессорлы тоЈазыт›ыш машиналарынан айырмашылы“ы, суы› температураларды алу“а электрлік энергия емес, жылу энергиясыныЈ пайдалануы. Б±л жылу бу турбиналарында“ы будан алынуы мЇмкін.
Абсорбция деп с±йы› дененіЈ газды ж±ту процесін атайды. љазіргі кездегі абсорбциялы тоЈазыту машиналарында ж±мысшы дене ретінде аммиак, ал абсорбент ретінде су пайдаланылады. Аммиак суда йте жа›сы ериді. СудыЈ 1 кйлемінде аммиактыЈ бу тЇрінде 1148 кйлемі ериді жЩне б±л кезде 1120 кДж/кг жылу мйлшері алынады.
Генераторда алын“ан ›аны››ан аммиак ертіндісі сал›ындат›ышта буланады. Генераторда“ы NН3 ерітіндісініЈ мйлшері азаймас Їшін, абсорберден сораптыЈ кймегімен генераторда Їздіксіз концентрациясы кЇшті аммиак ерітіндісімен толы›тырылып отырылады.
Генераторда“ы ›аны››ан аммиак буы сал›ындат›ыш›а жіберіледі, онда ол аммиак с±йы“ына айналады. Сал›ындат›ыштан шы››ан с±йы› аммиак реттеуші ›а›па› ар›ылы буландыр“ыш›а келіп тЇседі. Буландыр“ышта аммиак ертіндісі суыту бйлмесінен т±зды› ар›ылы Щкелінетін жылу кймегімен буланады. Б±л кездегі т±зды›тыЈ температурасы -5ч-8 дейін тймендейді. ЖЩне сораптыЈ кймегімен с±йы› ›айтадан суыту бйлмесіне жіберіледі.Шрі оныЈ температурасы -5 дейін жо“арлайды. Суыту бйлмесінен алын“ан жылу ар›асында,онда т±ра›ты температура (-2 ) са›талады.Буландыр“ышта булан“ан аммиак (х=1) абсорберге келіп тЇседі. Абсорбердегі ›ою аммиак ерітіндісі сорапбен генератор“а тасымалданады.
Сонымен, ›арастырыл“ан ›ондыр“ыда екі аппарат (генератор жЩне буландыр“ыш) бар онда жылу ж±мысшы денеге сырттан беріледі, ал мына екі аппаратта (сал›ындат›ыш бен абсорбер) жылу ж±мысшы денеден Щкетіледі. Сы“ыл“ан бумен ж±мыс істейтін тоЈазыт›ыш ›ондыр“ыларын абсорберлі тоЈазыт›ышпен салыстырса›, онда мынаны бай›ау“а болады. Мысалы, абсорбциялы ›ондыр“ыда генератор айдап тасымалдаушы, ал абсорбер поршенді ауа суыт›ышта“ы сору ролін ат›арады.
Бу эжекторлі тоЈазыт›ыш ›оЈдыр“ы.
љазіргі кездегі ауаны тазарту жЇйесінде, тоЈазыт›ыш машиналар ретінде, буэжекторлы тоЈазыт›ыш машиналар ›олданылады. 1 –ші суретте бу эжекторлы тоЈазыт›ыш ›ондыр“ысыныЈ принципиалды сызбан±с›асы кйрсетілген.
1 - сорап; 2 - буландыр“ыш; 3 - реттеуші ›а›па›;
4 - сал›ындат›ыш; 5 - сорап; 6 - эжектор; 7 - суыту бйлмесі;
8 - жылуалмастыр“ыштыЈ с±йы› + бу ›±бырлары.
Сурет 1 - Бу эжекторлы тоЈазыт›ыш ›ондыр“ысыныЈ
принципиалды сызбан±с›асы
ТоЈазыт›ыш агент (су) суытылатын бйлмедегі жылуалмастыр“ыштыЈ ›±бырларымен йтеді де, жылуды Щкетеді. Сол себепті, судыЈ температурасы жо“арылайды, біра› буландыр“ыш›а келіп, эжектордыЈ кймегімен Їлкен вакуумды ±стап т±рады. Су буланады жЩне оныЈ температурасы та“ы тймендейді. Су та“ы сораптыЈ кймегімен суытылатын бйлмедегі жылуалмастыр“ыштыЈ ›±бырларына беріледі, процесс ›айталанады. Буландыр“ышта пайда бол“ан бу эжектор“а сорылады,онда сы“ылып, содан сал›андат›ыш›а ла›тырылады. Одан конденсат сораптыЈ кймегімен, бу ›азанды“ына беріледі.
Бу ›азанды“ында ›ысымы 0,4ч0,6 МПа болатын бу алынады. Ол эжектордыЈ ж±мысына ›ажет. Буландыр“ышты толы›тыру Їшін, конденсаттыЈ бір бйлігі жаныштау ›а›па“ы ар›ылы буланыр“ыш›а беріледі. индірістік кЩсіпорындарда, т±р“ын Їйлерде ауаны тазарту Їшін, негізінен ауаныЈ температурасы 12 0С теЈ болуы керек. Б±л кездегі буландыр“ышта“ы ›ысым 1,4 кПа теЈ
Буландыр“ышта т±ра›ты ›ысым кезінде алып буланады жЩне ›±р“а› бу тЇрінде эжектордыЈ араласу ›уысында беріледі, цикл ›айталанады. Буэжекторлы тоЈазыт›ыш ›оЈдыр“ысында энергия механикалы› ж±мыс тЇрінде емес, ол жылу тЇрінде ж±мсалады.
Буэжектор ›оЈдыр“ысыныЈ суыт›ыш коэффициенті мына теЈдеумен ан›талады:
(1)
м±нда“ы, q2 - буландыр“ышта“ы суыт›ыш агентке берілетін меншікті жылу мйлшері;
q1 - бу ›азанында“ы бу“а берілетін меншікті.
Буэжектор ›оЈдыр“ысыныЈ елеулі арты›шылы“ына онда ›ымбаткомпрессордыЈ жо›ты“ы жатады. Сонымен ›атар, олар ›арапайымдылы“ымен, ж±мыста“ы сенімділігімен (беріктігімен), барлы› агрегаттарыныЈ йлшемдерініЈ азды“ымен біра› жылудинамикалы› жетістігі, Щрі жылулы› йнімділігіжо“ары емес. Бу эжекторлы› тоЈазыт-›ыш ›оЈдыр“ысына сай келетін ж±мысшы денелерді ›олдана отырып, йте тйменгі температура алу“а мЇмкіндік бар.
Жылулы› сораптыЈ.
Жылулы› сорап немесе жылу трансформаторы деп тоЈазыту машинасыныЈ бір тЇрін атайды, ол ар›ылы энергияны тйменгі температуралы денеден, жо“ары температуралы денеге беруге мЇмкіндік береді, я“ни сорап энергияны тйменгі потенциалдан жо“ары потенциал“а беріп, б±л энергияны жылыту жЩне технологиялы› ›ажеттілік Їшін, т±тынушылар“а жібереді.
Жылулы› сораптыЈ ж±мыс тиімділігін φ жылыту коэффициентімен сипатталады:
(1)
ТоЈазыту коэффицинет жо“ары бол“ан сайын, жылыту коэффициенті де жо“ары болады, жылулы› насостар Їшін ол φ = 3-4.
ТоЈазыт›ыш машина мен жылулы› сораптыЈ ж±мыс істеу принципі мен теориялы› циклы бірдей, сонды›тан уа›ыт йткен сайын бірде жылыту, бірде суыту керек болса, онда тоЈазыт›ышпен жылулы› сорапты Їйлестіру тиімді болып келеді. М±ндай Їйлестірілген ›±рыл“ы екі ауа сы››ыш бен екі жаныштау ›а›па“ыныЈ орнына, бір ауа сы››ыш пен бір жаныштау ›а›па“ын ›олдану“а болады. ЖылудыЈ трансформациясы, тек механикалы› жолмен “ана емес, сонымен ›атар, химиялы› жолмен де жЇзеге асырылуы мЇмкін, ал ол арнайы о›улы›тарда ›аралады.
Осы дЩрістіЈ материалдарыныЈ негізгі тЇсініктеріЈ білЇі керек:
ТоЈазыт›ыш машина; тоЈазыт›ыш агент; абсорбция; жылулы› сорап.
издік ба›ылау с±ра›тары
1 ТоЈазыту ›оЈдыр“ысыныЈ маЈызы ›андай?
2 ТоЈазыту ›оЈдыр“ылардыЈ тЇрлері?
3 ТоЈазыту агенттерініЈ тЇрлерін атаныз
4 Бумен ж±мыс істейтін компрессорлы тоЈазыт›ыштыЈ ж±мыс істеу принципін тЇсіндір.
5 Бумен ж±мыс істейтін компрессорлы тоЈазыт›ыштыЈ циклын т±р“ызыЈыз.
6 Реттеуіш вентилдіЈ сызбан±с›ада“ы орны.
7 Бу эжекторлы тоЈазыт›ыштыЈ сызбан±с›асын тЇсіндіріЈіз
8 Бу эжекторлы тоЈазыт›ышыныЈ арты›шылы“ы.
°сынылатын о›улы›тар
1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат., 1969. – б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». – М.: Высшая школа, 1980. – б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалы› термодинамиканыЈ негіздері» - 2006. – б.4-16
4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.: Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41
5 ЭнергетиканыЈ электронды› энциклопедиясы.
|