Лепёшкин Гидравлика (1003560), страница 23
Текст из файла (страница 23)
В таких условиях может быль нспольюван жнлкостно-реактивный двигатель, Вп! Отличие от прелыл)тцих заключается в том, что в камеру сторанни вместо вгплуха полается жилкии окислитель, который зеь!сияет возлух в процессе сгорании. На рнс. 9.5, а привелена койетруктивйая Схема жИЛКостно-реактивного лвнгатс»В!. Камера его)хцщя такого Двигателя не имеет диффузорно1О входа.
В остальном она ыображсна такой же, как на рнс. 9.5, а. Вместо возлуха через канал 5 в эту камеру подеется окислитель (например жнлкий кислорол), а через канал 1 ноступает топлтво (см. рис. 9,5, а), После сгорании отработавшая газо!Я!Я смесь, так же как в Г!релыду»!!Нх слуаях, выбрасывается черо со- ПЛО. График йзменснйя лавлсййя В жйлкостйо-рсактйвйом лвиппсле (см. рис.
95, а) по!Порвет аналогичный график на рис. 9.5, а от сечения П вЂ” П ло сечения ! х»-- П». Вместе с тем на у !Зсткс от ! — ! ло П вЂ” П ой отсугствует, твк как цикл начинастси цри Давлении р„. Поэтому точка С на ра»-Диаграмме жидкостно-рсактйвн11го лвигателя смещена влево и нахолится вб Гизи оси Давления (точка С1 на рис. 9,6, а).
Далее термолннамический цикл рассматриваемого Двигатели п)хпскаст по ко!Нуру СГЕЕ Процесс опюдг! Теплспы („)»1 вместе с пьняюй смесью пролуктов сгорания принимгяот нзобарическнм (Горизо1пвльная линия ЕА, на рис. 9.6, а). Для лащняо двигателя зту линик1 проволят практически до оси Давлений (точка Аз). Точки А1 и С, условно соединяют лля замыкания никла. Линия„ соелвйяю!цая А1 й С1, находйтся В обивай малых Велйчйй !»», По- ))6 этому ее вил не имеет принцициалыюго значения. )»зкнм образом, цикл жгц1костио-реактивного ЛвиГатеЛЯ ПрОХОДИт по ко!!Туру А!-+ — 1 С -1 У -+ Š— 1 А1. 7Ж-лиаграь!ма рагематрйвасыОГО ДВГИЗТСЛЯ ИЗОбражена на рнс. 9.6, 6 (А1С1ХЕА1).
Нз анализа г)л1фиков слелует„что она принципиально не От1!Н»а Я От пОстрОснных ранее. Поэтому рми»1жкнй КПД жгв1костно-рег»ктивного лвнгатсля Опрсйелястся так же, как и лля лрутих реактивных лвигателсй, Парос1гловыс устзнОвкй нспользузотся лля нрсОбразовайня тспловой энергии в электрическую. Онн нашли широкое распространение в энсргетнчеси!х системах тс!ьтовых и атомных злсктрнчес- КНХ С1ЗНЦНЙ. При термолйнамическом исследовании рабочих циклов паросйловь!х установок основное затруднение связи!о с используемым рабочим телом.
Вслн В лв11гатс»!Ях, рассмотренных ранее, рабочнми теламн являются смеси !азов, которые с опрслеленными погрешностями можно с 1йтазь Гглеалы!Ымн, то в пароснловых установках рабочим телом служит вола, которая за период цикла меняет свое Вгрсгатнг»с состояние, Кромс ТОГО, пагюсилОВЗЯ устанОВ- ка пе ивлясгся единой машиной, а состоит из ряла отлельных аг- регатОВ, На рйс.9.7 прело»В!Стена с~~~~ пароснлогюй ус»ВГювкн Она вклк»- част паровой котел 2, пароперегрев1пель 1, паровую турбину 5, конлсисатор (Охлалйтель) 4, насос 3 й сослин1псчьные тр)бопроволы. Насос 3 Гигнетает !ю»1у В паровой котел 2, в котором оне прсвран1ается ао В»!Зжт!Ый пар. Влюхйь!й пар — это дв)»хфазйая смесь, сосни1Н1ая нз капель ВГ1ды„рассеянных в парогаж1вой среде.
Далее Влажный пар поступает в паропсг»егреватель 1» где ловолйтся ло состояния сухого пара. Сухой пар — это однофазная Г!Зрогазовая срсда, т.с. Все р»зсссянигмс капли жилкостй перешли В состО- яй1ге пар»ж Сухой пар поластсг! а ~~р~~ую турбину 5, где совершает работу» при!хэлл турбину ВО вращение, Затем пвр нодволится к кОИ- ленсатору 4, в котором превращается в волу. После конденсаторе 4 вада поступает к насосу 3, т.
е, цикл повторяется вновь. На ОС1кяж рабочего процесса паросиловой установкй ! !острой и лв» Диаграмму термолннамического цикла. Построение р!1 лиаграы- Г» е бр «на т бр "Гон! р раб а (при р! = Сове!) (изобара АЕ на рис, 9,6, а). Причем нв участке А!) нагрев происхолнт в котле 2, а на участке Ю вЂ” в пароперегревателе А Линия ! на рис. 9.8, а разделяет области жидкой фазы рабочего тела (еле!Ге) и вла1кного пара (оправе)„т.с.
в паровом котле 2 на у !Зс! Ке АА' НВГрсаас1Ся ж Нлкосгь, а йа учас! Ке АВ влажйый пар !(7 л доводится ЛО соси!яика сухОГО пар'! 1 Линия П разделяет области влажного пара «слева) и сухого пара (справа). следователыю, в пп(зопе- Й! 3 Регревзтель ) рабочее тез!о посту- паст В Виде сухОГО пара и г!Олучаст — » дОНОлиитсльный нагрев. Таким об" разом, в процессе изобарического 3 Р ( Да 9!) РЗ6ОЧСС телО перехщг!т из жидкоГО состоянг!я (Вода) черездбухфззнос состояние (жидкий пзр) в Газообразное состоят!Ие (сухой пар).
После изгревз ПРОНСХОдит аднЗнв» абатическое рзс!Дкренке пара в турбине (линия И'па рис. 9.8, а). Затем рабочее тело охлзжлзется в конленсаторе 4, т.е. щюисходит Опюд теплоты (хь Его отображает изобара Я) (см. Рис, 9.8, а». При этом на участке ЕС рзбгл!Се тезю является Газом (сухой пар), нз участке С6 — Двухфазной средой (влажный пар) и, наконец, в точке 11 оно превраил!ется в жидкость (волу). Дзлсс происходит !троцесс изОХО(зическОГО НОВыш~ния дзВЛС- ния в насосе 3 (линия !»А на рис.
9.8, а), и термодинамический цикл замыкается. На рис. 9.8„6 прелставлена ТЕ'-диаграмма того жс цикла, причем ее «уя!Оные» точки соответствуют аналогичным точкаы рй-лзив раммы, На эту диаграмму также нанесены линии ! и !)„Разделюоввш обз!асти различных агрегатных соспзяиий )х!бочего ттл1в (воды), ХЖ- Диаграмма рассматриваемого цикла имеет Особенности, вь!званные изменениями згрепг!т!Ого состояния воды. Так, линка изобаркческого нагрева АКНЕ, являющаяся прямон на ри диаграмме, на ТЕ-1игз!)х!ммс явзясзся ломаной. Это обусловлено особенностя- ми прог!асса на!Рева двухфазной срс1!ы (влажного пара), копзрый протекает нри постоянной температуре (см. полр!ад.
)3.5). Поэтому процесс является не только изобарическим, но н юютермическим (учзс!ок КВ нз ркс. 9 8, 6), Нагрев олиофаз!!Ого рабочего тела на участках АК(воды) и ЛЕ «сухого пара) является чисто изобарнческим, т, е. протекает при переменной температуре, поэтому при пер е б ры АКВЕС Д . 'Рзммы Тж.д и Р'мму В точках К и 6 ломается» из-за наличия !Гютермического участка Ка. Аналогичные изменения имеют место при перекосе линни юобзрг!Ческого охлаждения ЕЗ. Для получения термическо!О КПД паросиловой установки следует найти ила!Падь фигуры Оз)АКВЕИ на рис.
9.8, 6 (она пропорциональна подведенной теплоте О!1) и плошадь фи!уры 60ИЛ (онз пропорцио!Иьтьна о!Ведеиной теплоте Я,) к 11одс!Ввить полу!!Спице 31!Вчения В формулу (8. ! 5). 9.6. Холодильные установки В рассмотренных р!я!Се тсрмолинамическкх циклах тепловых двигателей осутцсспии1!Зсь передача теплоты рабочему телу ллл получения механической работы.
В холозтильньгх ус!Вновкзх проис- холит противоположный процесс -- передача тсплоть! от рабочего тела к окружающей среде зз счет совершения им работы, т.е. циклы холодильных машин являются обрзтпиыи в отличие от прямых циклов тепловых двигателей. Рабочее тело хололильиых устанглюк пркнято называть халадильзмм аге!алом, или х !адагеатак. Рабочее тело (хлалзгс!Гг) переносит теплоту от охлаждземого обьекта к Внешней среде. Для колю!Сственной о!Генки эффективности работы холодильных установок исг!Ользуется ие термический КПД, з хололилы!ый коэффициент се О Опр д я ! н е л аь дешюй от охлажплемого объекта, к рвбо!е Е, затрз Генной лля этого. Рабов зз обратный цикл равна разности теплоты О!„От!!еленкой от Рабочего тела Во Внешшою сРедУ, к теплоты ()!з, полведеиной к рабочему телу ОГ Охлзждаемого объекта, т.е. Е = Ц!! — Яь Тогда хололильиый коэффициент найдем по формуле н Рис, 9,8.
Лиа!Рдммм изросихозой ~тзиозки: а — р»м1!!»Ижммгс л — Гз'-лчз! Г»змм» Яз йз ! (9.!) Е О!! -. ()„О! Яз Таким Образом, холодильный козффишгснт ОГ1рслслястся отпо!Лег!г!С„.плоты» Я„о, леи!юй от Раб . СРЕДУ, К т~п~ат~ О,ь ПОДГ1С1!СННОЙ К !ЗабОЧЕМУ ТЕЛУ От ОХЛЗжДЗЕМОГО Объекта. !'ассмотрим термодинамический цикл 3 ра лол льной у.
нощ-, хлада згк Рой является газ (например, воздух). Схема йу .,Пр д, ! ай нар .9.9„ 3 Включает В себя кОмпрессор 3, два тспло06МС1 шика (2и 4), а тазске детаидср Е )(Омпрессор 3 нагнетает хладагент, т.е. ОбеспеЧнаает ПОВЫШЕНИЕ давлсинл ДО Рн ЗЯТЕМ Хла- 4 0а дагент постУпаст в теплообмениик-Охлади- тель 2, кОтОрый служит для Охлаждения хлаРис. Й9. Схема дагента.
Далее хладагснт проходит через дехоходихьной .Гандер Е в кОто)юм Обгспсчивается сниже- ние его давления до р,. После детанлера устаг — асгаьисгх з — ~ за- новлен теплосбмеппик-нагреватель 4, в колктсаь; 3 — хсь иассс ач тором хладгаенг Отбирает теплоту от охлаж- 4 — иагасааталь „и ю ~ кза ратсм хладаге~~ ется к КОмпрессОРУ 3 и РабОчнй цикл ПОВТОРЯЕТСЯ ВНОВЬ.
После рассмотрения рабочего процесса построим ри диаграмму воздушной холодильной установки. Прн этом будем считать процесс повышения давления в компрессоре 3 адиабапгческим и отобразим ею линией 11Е па Рис. 930, а. Опал теплопа 9~ в Охладнтеле 2 происходит при постоянном давлении р~ (нзсбара ЕА на рас-лиат)хзммс).
Процесс снижений давлений В дспцглере ! до рз буд~~ *акже ~чи~ать адиабатнческим, тогда ею отразит на рв-диаграмме адиабата АС Опюд теплоты О,з от охлажлаемою сбьскга и подвод ес к ххадагент) Отображает изобара Сй На рнс. 9,10, б показана ТЕ-диаг(хьмма установки, причем ес хщзактсрные тОчки сООтветствуют Од1юимеиным точкам на ри~-диаграмме. С помощью ХО'-диа1раммы можно опрслелить холодильный коэффициент Установки г .
Для этого следует Вычислить площадь 6САЕДО на рис. 9. 10, б (онв пропорционалыга Отвеленной теплоте Ди) и плошадь 6Сгзгг' (она пропорциональна подведенной теплоте ь),з)„а затем полУченные значений подставить в фоР- мулу (93). Воздушные холодильные устаноззки не нашли практическою применения из-за недостаточной эф~щанвносззь В нжтоягцее вре" мя широкое распространение получили более эффективные парокомпрессориые установки. Принципиатьное отличие парокомпресоорных холодилыгых установок заключается в использовании лвухфазного состояния рабочею телы, т.е. в этих установках применяются цнзкокипящне жидкости, и зсрмодннамическнй цикл гзспольз)ет переходы агрегатною состояния рабочего тела (пар -+ жидкость -ь пар), В качестве таких жидкостей примег1яются: аммиак, лиОксил уГлерода, хлбристый метил, а так:ке фреоны.
Принципиальнал схема парокомп)жссорной холодилытой установки может осппься такой же, как и гюзаушиой. Но в этих установках для понижения давления Вместо детандера в большинстве случаев иаельзуют гидравлический дроссель, конструкция которопз существенно проще. На Рис. 9.11, а приведена ри диаграмма парокомпрессорной установки„кОтО~ъая не ОГлнчается От прсдыдупгей, но В ПРОцессе данного термааипамнческою циктз происходит изменение агрегатною состояния рабочею тела. Ддя рассмотрения энзго па рнс.9.11, д $Н ! и 11, р д зиеобл Р агр,нгною состсапьня рабочего тела, Так, слева от липин ! оно находится в жидком состоянии, справа от линии П вЂ” в состоянии сухого пара, а между линиями 1 н П Рхсгзслагается ОбласГЬ влажноГО пара.
Влажный иар — это двухфазная см~сь, состоящая из капелек жидкости„рассеянных в г1арогазовой среде, т.е. В Области межд)' линиями 1 и!! Происходит Щхчгссс парообразования. Слелует помнить, что если этот процесс протекает при посюянном лавденнн, то и температура его также не меняется (см. полраш. 1.3.5). 120 121 Рис. 930, Диаграммы воздушной холодильной установки: а .*- яаалаагсаииа; Х -- ТЗ лхагсаьааа Рис. 9,11. Диас!мимы иарокомпрсссорной хььзолю1ыюй уьтаиоакгс а — аачхиагваьььм; В - ТЗ-аиаюаииа Таким образом, В компрессоре 3 ( см, рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
