Высшее образование
жүктеу/скачать 4.17 Mb. Pdf көрінісі
|
|
2.3. Принцип действия паровых компрессионных холодильных машин Одноступенчатые холодильные машины. При работе паровых компрессионных холодильных машин цикл совершается в области влажного пара холодильного агента, где изобары совпадают с изотермами, что позволяет теоретически рассмотреть цикл Карно. Функциональная схема паровой одноступенчатой холодильной машины и обратимый цикл Карно, совершаемый ею, приведены на рис. 3. Рис. 3. Функциональная схема паровой одноступенчатой холодильной машины с детандером и дросселем и циклы ее работы: а — схема машины; б — диаграмма работы машины Жидкий холодильный агент кипит в испарителе И при постоянной температуре Т K (процесс 4—1), в результате чего от охлаждаемого тела, например воздуха, отводится теплота. При кипении холодильного агента происходит поглощение значительного количества теплоты. Образовавшийся пар вместе с небольшим количеством неиспарившегося холодильного агента адиабатически сжимается в компрессоре К M до давления Р K (процесс 1—2) и поступает в конденсатор К н , конденсируясь при постоянной температуре Т к (процесс 2— 3) и отдавая поглощенную в испарителе теплоту окружающей среде — воздуху или воде. Жидкий холодильный агент адиабатически расширяется в детандере Д до давления Р о (процесс 3—4), совершая при этом полезную работу. Количество отведенной 1 кг холодильного агента теплоты q 0 в испарителе определяется на S—T-диаграмме площадью а—4—1—b и может быть представлено как разность энтальпий i 1 – i 4 . Количество теплоты q обр , отданное 1 кг холодильного агента в конденсаторе, определяется площадью a — 3—2—b или разностью энтальпий i 2 - i 3 . Работа цикла l обр может быть определена разностью работ компрессора и детандера: l обр = l K – l p . (10) Работа компрессора и детандера может быть записана 14 l k = i 2 – i 1 и l р = i 3 – i 4 . (11) Холодильный коэффициент цикла ε обр 0 может быть выражен как ε обр 0 = q обр0 /l обр = (i 1 – i 4 ) / [(i 2 – i 1 ) – (i 3 – i 4 )]. (12) Рассмотренный цикл Карно является обратимым. Однако осуществить его практически трудно, так как работа, полученная в детандере, значительно меньше работы, затраченной в компрессоре, ибо жидкость практически несжимаема, а удельные объемы жидкости и пара различаются в сотни раз. Следует иметь в виду и то, что часть работы детандера тратится на преодоление сил трения, поэтому вместо детандера в паровой холодильной машине используется дроссельный (регулирующий) вентиль ДВ, изображенный на рис. 3 штрихами. Дроссельный вентиль прост в устройстве и надежен в эксплуатации. Вследствие замены детандера дроссельным вентилем в цикле появляется необратимый процесс дросселирования 3—4, проходящий без производства работы и теплообмена с окружающей средой, т.е. при постоянной энтальпии, поэтому i = i 4 . При адиабатическом дросселировании работа расширения переходит в теплоту трения, поэтому часть циркулирующего жидкого холодильного агента, пропорциональная выделенной теплоте, превращается в пар. В испаритель холодильный агент поступает в виде парожидкостной смеси. Поэтому только часть циркулирующего холодильного агента кипит в испарителе, воспринимая теплоту от охлаждаемого тела, вследствие чего удельная массовая холодопроизводительность холодильного агента уменьшается на величину, соответствующую площади а—4—4'—с: Δq жүктеу/скачать 4.17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|