Цикл воздушной холодильной машины
Цикл воздушной холодильной машины.
Основными элементами установки для получения холода являются компрессор 1 и детандер 3. Кроме них имеются два теплообменных аппарата, в одном из них – рефрижераторе 4 воздух воспринимает теплоту от охлаждаемой жидкости, а во втором – холодильнике 2 отдает теплоту окружающей среде или воде холодильника.
Процессы в холодильнике и рефрижераторе идут при постоянном давлении, если пренебречь гидравлическими сопротивлениями. В компрессоре давление повышается от р1 до р2, в детандере падает от р2 до р1, причем процессы сжатия и расширения считают адиабатными. Таким образом, идеализированный цикл холодильной машины состоит из двух изобар и двух адиабат. Этот цикл называется циклом Лоренца.
Расчет цикла производится следующим образом. Теплота q2, отбираемая воздухом от охлаждаемого объема (холодного источника) в изобарном процессе 2-3 равна
q2 = (i3 – i2)
теплота q1, отдаваемая воздухом в окружающую среду (охлаждающей воде) в изобарном процессе равна
q1 = (i4 – i1)
Считая воздух идеальным газом с постоянной теплоемкостью, найдем:
q2 = cp(T3 – T2); q1 = cp(T4 – T1)
Рекомендуемые материалы
работа, необходимая для осуществления цикла равна:
ац = cp[(T4 – T1) - (T3 – T2)]
тогда
так как
и 
тогда
или
Люди также интересуются этой лекцией: План финансового оздоровления.
Таким образом холодильный коэффициент цикла зависит только от отношения давлений р1/р2. При постоянных температурах окружающей среды и охлаждаемой емкости рассматриваемый цикл является внешне необратимым. Это вызвано тем, что изобарные процессы теплообмена протекают при конечной разности температур, поэтому холодильный коэффициент этого цикла по сравнению с холодильным коэффициентом цикла Карно меньше.
Из рисунка видно, что в обратном цикле Карно отбирается теплоты больше, чем в цикле Лоренца.
Пл. 1’3bа1’ > пл. 23bа2.
А работа, затрачиваемая в цикле воздушной холодильной установки больше, чем в обратном цикле Карно.
Пл. 12341 > пл. 11’33’1.
В настоящее время воздушные холодильные машины на практике не применяются, они уступили место парокомпрессионным холодильным машинам.
