Крутов В.И. - Техническая термодинамика (1062533), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Этот обедненный раствор по своим свойствам близок к воде, поэтому его температура в процессе дросселирования остается практически постоянной и равной температуре в парогенераторе Т,. давление в парогенераторе р„соответствует температуре охлаж- дающей воды в конденсаторе, в то время как давление р, в абсорберв ' соответствует температуре в холодильной камере. йб! В отличие от парокомпрессионной установки роль компрессора здесь выполняет абсорбциоиный узел. Он состоит из парогенератор, "-' 1, абсорбера 6, насоса 7 и редукционного вентиля 8.
Таким образом вместо механкческой работы, необходимой на привод компрессора, в-: абсорбционной машине используегся разность температур горячего- (в парогенераторе) и холодного (в абсорбере) источников теплоты,: Если пренебречь незначительной работой, затрачиваемой на при-! вод насоса, то коэффициент ь„.характеризующий. экономичность,' абсорбционнай холодильной машины, можно представить в виде отно,' щения ьа = да/п„где г)а — количество теплоты, отнятое в холодиль. ной камеРе (полезный эффект), а г1г — количество теплоты, затРачен." ное в парогенераторе.
Величину ьа называют коэффициентом теп- ' лоиспользования. Несмотря на относительную простоту конструкции айсорбционных ' холодильных машин, нх целесообразно применять в тех случаях, когда для работы парогенератора имеется возможность использовать теплоносители низкого потенциала (например, отработавший водяной пар). $ т34.
Тепловой насос и термохимнческий трансформатор теппоты Тепловой насос, применяемый для отопления зданий с нсполь. ! зованием теплоты окружающей (природной) среды (рис, !55), состоит ! из компрессора 1, конденсатора 2, регулирующего вентиля 3 и непа- ! рителя 4. Эти элементы составляют обычную компрессионную холо- .' дильную установку, например паровую (см. рис. )52). Рпс.
155. Схема теплового пасоса Испарение холодильного агента в испарителе происходит за счет теплоты, отбираемой от воды, подаваемой насосом 5 из водоема 8. Охлажденная в испарителе 4 вода сбрасывается обратно в водоем. Лля ! восприятия теплоты при конденсации сжатого в копрессоре холодильного агента используется вода из обратной линии системы отопления. Подогретая в конденсаторе 2 вода направляется по прямой линии в ззз ,:систему отопления 9, расположенную в отапливаемом здании 7. циркуляция воды в системе отопления осуществляется насосом 5.
Если , 9, — количество теплоты, отобранное от воды, поступившей из водоема, и пошедшее на выпаривание холодильного агента в испарителе, (1ч! — работа, затраченная в компрессоре, и д, — теплота конденсации холодильного агента, передаваемая воде в системе отопления, то а соответствии с выражением (709) 91 92 + Уч(, !1ч(~р8 В соответствии с рис. (52, б 'р~ = 911!(ч! = пл. 6123455с1пл. 123455. Поскольку д, ) (1ч!, то всегда ~р, )!. В качестве теплового насоса могут использоваться и другие типы холодильных машин, в частности пароструйные и абсорбционные. Работа термохимических трансформаторов теплоты основана на свойствах растворов.
В используемых для этих целей растворах раст- ворителем является вода, а растворенным веществом — гидрат окиси калия КОН или едкий натр ИаОН. Температура кипения чистой воды ниже температуры кипения раствора при том же давлении. На рис. 65,, б изображена зависимость температуры кипения водяною рас- твора КОН от концентраций хкон и хн,о при различных давлениях. При давлении !00 кПа чистая вода кипит при температуре 372,64 К, а 90О4-ный раствор КОН вЂ” при 643 К.
Когда нужно повысить потенциал теплоты (например,' получить пар более высокого давления и температуры, чем имеющийся в наличии греющий пар), термодинамические трансформаторы работают по по.- высительной схеме; когда же необходимо средний потенциал теплоты 'трансформировать в более высокий и в более низкий, трансформато- ры работают по расшепительной схеме. На рис. !56, а изображена'схема расщепительного термохимичес- 'кого трансформатора теплоты.
Такая установка предназначена для получения за счет теплоты пара среднего давления р, (и соответственно средней температуры Т,) двух потоков пара: при давлении р, более . высоком (р, ) р„) и при давлении рз более низком (р, < р,), чем ис- ходное давление, Часть цара среднего давления р, с температурой Т, направляется в абсорбер 1 и часть †испаритель И1. В абсорбере при давлении р, пРоисходит поглощение пара растворпм, концентрация которого под- держивается на уровне х, (рис.
!56, б). Абсорбция нара сопровожда- ется выделением теплоты абсорбции, благодаря чему в абсорбере уста- навливается температура Т, ) Т,. Основное количество теплоты аб- сорбции непрерывно отводится из абсорбера благодаря циркуляции Раствора под действием насоса г'1 через генератор пара высокого дав- ления Ш. В генераторе теплота используется для испарения воды при темпеРатУРе Т. ) Т, и давлении насыщениЯ Р, ~ Рм соответствУющем этой температуре. Получение пара с температурой Т, эквивалентно ередаче теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.
В соот- ветствии со.вторым законом термодинамики это сопровождается пере- щ зак. 285 носом теплоты с более высокого температурного уровня Т, на более низкий Т„что происходит в результате процессов, совершающихся а в испарителеУ11. Раствор, непрерывно обедняющийся в абсорбере прн поглощении пара, направляется в испаритель У11, где за счет теплоття ' подаваемого туда пара из него выпаривается вода и образуется пар, низкого давления ра ( р, с температурой Т, ( Т,. При-этом концеит.
", рация раствора повышается, до значения хи (рис. ! 56, б). Циркуляция '. раствора между нспарителем У11 и абсорбером 1, давление в которых ° грТ 6 Т Ту 1 сг 4'а лн Х Рис. ! 56. Расширительный термохнмниесннй трансформатор теплоты: и — схема устакоики; б — процесс расгиеоителииого термохимиееского траисфорнато ра теплоты а каориииатах х, 7 различно, осуществляется с помощью насоса У111, а регулировка перепада давления.
— с помощью редукционного клапана У. Теплооб-: менинк 1У играет роль регенератора, в котором теплота горячего обедненного-раствора используется для подогрева концентрированного .; раствора„ возвращаемого в абсорбер. Конденсат греющего пара из испарителя поступает в генератор:; пара высокого давления 111, для чего устанавливается насос У1 При .' отсутствии потерь суммарное количество пара высокого н низкого давлений равно расходу пара среднего давления. и тЗа. Получение сжиаиениьах газов В настоящее время область применения сжиженных газов необы- ', чайно широка.
Она включает в себя многие отрасли народного хозяй" ", ства. х Для получения сжиженных газов могут быть использованы дрос"- селирование (эффект Джоуля — Томсона), расширение газа, охлаждение рабочего тела специальными хладоагентами, вакуумирование сжи-, женного газа, вихревой эффект Ранда, явление Пельтье, адиабатное размагничр(ванне и др. '" Ззй Таблица 14 г„, кдкг/кг г,, к гц, кджГкг в' Гвв ' Водород Галиа 11 900 б 880 б37 ?38 80 20,4 4,2 Кислород Воздух Основными методами сжижения газов очитаются каскадный метод, представлякдций собой совокупность нескольких парокомпрессиоииых холодильных циклов; метод Линде, в котором для сжижения используется адиабатное дросселирование предварительно охлажденного газа, и метод Клода, в котором помимо адиабатного дросселирования газа используется ядиабатное расширение о отдачей работы в детандере.
Холодильные установки, в основе которых лежит метод Линде, наиболее просты и компактны. Летандерные ожижители сложнее по конструкции, ио более совершенны с термодинамической точки зрения. Схема холодильной установки, работа которой основана на методе Линде, предстзвлена на рис. !57. После сжатия в компрессоре 1 до давления р, (рис. !58) газ поступает в холодильник П, в котором и по-' мощью вспомогательного хладоагента температура газа понижаепя до уровня Та (Т, = Т,). Затем в противоточном теплообменнике Ш газ в процессе 2-о охлаждается при постоянном давлении ра до еще более низкого уровня, соответствующего температуре Т,.
Роль охлаждающего агента в теплообменнике играет холодный газ низкого давления, который движется в обратном направлении, показанном на схеме пунктиром (рис. (5?). В дроссельном вентиле l)7 давление и температура газа падают,.достигая значений р, и Т„соответствующих состоянию влажного пара. (Здесь рассматривается установившийся режим работы установки. Предполагается также, что состояние газа перед дросселированием соответствует точке, лежащей внутри области, граииченной кривой' инверсии.) Образующаяся при этом двухфазная смесь поступает в сосуд )7. В холодильных установках, предназначенных для получения сжиженных газов, жидкая фаза отделяется и отднтся из сосуда через вентиль И, При этом цикл не является, пол- В идеальном цикле, состоящем из обратимых процессов изотермого сжатия в компрессоре, изоэнтропного расширения в детандере' ' изобарного процесса передачи теплоты от сжижаемого газа рабочеу телу, работа цикла 1 (минимальная работа сжижения) определит- Я Разностью: (ц = вув — сув, где 77, — теплота, отнЯтаЯ Рабочим телом от сжижаемого газа; в)з — теплота, отдаваемая рабочим телом окружающей среде.
В табл. !4 приведены данные минимальной удельной работы, неОбходимой для сжнжения некоторых газов при р = О.! МПа и Т = = ЗОО К, кроме того. дана температур Т, кипения сжиженного газа при атмосферном давлении. костью аамкнутым. Так как в процессе 4-5, к сосуду тг 'подводится не. которое количество теплоты а„то влажный пар становится сухим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
