Lektsii_Lavrova_NOK (1) (1171797), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

ТК –термосифоны(тепловые трубы).QгТгTK гТепловой насос(проводит теплотутолько в одномнапрвлении)РТмагнит с переменнымполемTK хТхQхКлассическая тепловая труба.Q“фитиль”ТхТгдвижение газарадиаторрадиатордвижение жидкостипо фитилю(Т х ; Т г )  (Т тр ; Т кр )Кт.т  100 КСu (меди)TТермосифон (не имеет фитиля и работает в поле гравитационных сил).ТхПар поднимается снизу вверх, жидкость стекаетвниз.ТгРаботает в узком диапазоне температур (Т тр ; Т кр ) . Если Т  Т кр , то трубазапирается (в ней нет жидкости).Если Т  Т кр , то труба также не работает (рабочее вещество затвердевает).Теорема о полной холодопроизводительности цикла.В цикле есть холодопроизводящие процессы, в результате которых энтальпиярабочих веществ уменьшается на величину h . Теоретическойхолодопроизводительностью цикла называется арифметическая суммахолодопроизводительностей всех холодопроизводящих процессов.nQх.теор.

  Gi hi [кВт], где Gi – массовый расход криоагентаi 1Полной холодопроизводительностью цикла называется разность междутеоретической холодопроизводительностью и потерями.nmi 1j 1Qх  Qх.теор.  Qпотерь   Gi hi  Q потерьjОсновные виды потерь в низкотемпературных установках.1) Теплопритоки из окружающей среды.2) потери вследствие недорекуперации из–за несовершенства теплообмена.3) Потери при смешении потоков, имеющих разные температуры.4) Гидравлические или дроссельные потери.5) Внутренние перетечки жидкого или газообразного криоагента.6) Внешние перетечки хладагента и воздуха окружающей среды.Дроссельные циклы.Основным холодопроизводящим процессом в дроссельных циклах являетсяизотермическое сжатие в компрессоре ниже линии инверсии.Поскольку в большинстве случаев изотермическое сжатие происходит притемпературе окружающей среды, то в дроссельных циклах в качестверабочих веществ не используют Ne, H 2 , и He .Цикл простого дросселирования.1) Рефрижераторный режим.Рассмотрим частичный вид цикла простого дросселирования –парокомпрессионный цикл простейшей холодильной машины (бытовойхолодильник).ИспарительКонденсатор1КмДроссель234Лекция 2124.11.2014Рисунок 122.

Парокомпрессионный цикл.Цикл называется парокомпрессионным, так как на всасываниекомпрессору подаётся пар рабочего вещества.Основными характеристиками данного цикла являются:1. Полезная холодопроизводительность х = ℎ4 − ℎ3 = ℎ4 − ℎ2равная теплоте, подводимой к испарителю машины.2. сж – работа сжатия в компрессоресж = = ℎ1 − ℎ4=[хсж– холодильный коэффициенткДж "холода"]кДж работы3. Степень термодинамического совершенства =кк – определяется Tконденсации и T испаренияк =хн= − х к − нПример: определить характеристики парокомпрессионного циклаДано:R12;конд = 50℃исп = 0℃к , н , х , , , Решение:1) к = 50℃ ⇒ конд = 12,14 барℎ2 = 449кДжкг2) н = 0℃ ⇒ н = 3,09 баркДжкДж; 4 = 4,5567кгкг ∗ Кℎ4 = 552,063) к = 12,14 бар; 1 = 4 = 4,5567ℎ1 = 575,97кДжкгкДжкг∗К(1 = 55℃)4) = сж = = ℎ1 − ℎ4 = 575,91 −552,06 = 23,85кДжкг5) х = ℎ4 − ℎ3 = 552,06449,56) =х7) к =8) =кДжкг== 102,56102,5623,85н=кг−кг= 4,30+273= (50+273)−(0+273) = 5,46к −н4,3ккДжкДж5,46= 0,787⇒Реальный цикл парокомпрессионной холодильной машиныРисунок 123.

Перегрев и переохлаждение.В реальности в испарителе происходит некоторый перегревполученного пара относительно исп; ∆перегрева =При слабом перегреве или его отсутствии возможно попаданиежидкости на всасывание в компрессор.При большом перегреве увеличивается температура на нагнетаниикомпрессора, что приведёт к аномальному нагреву частейкомпрессора.Если компрессор герметичный или полугерметичный и охлаждениеобмоток электрического двигателя осуществляется газом хладагента,выходящего из испарителя, то при большом перегреве ухудшаетсяохлаждение обмоток электрического двигателя, что приведёт кувеличению T обмотки и её сопротивления, т.е. к увеличениюпотребляемой электрической мощности.Обычно большой перегрев в испарителе характеризуетнедостаточную заправку хладагента.В конденсаторе происходит не только охлаждение газа и егопоследующая конденсация, но и охлаждение полученной жидкости.Величина переохлаждения относительно температуры конденсациисоставляет 4 … 7℃.

Слабое переохлаждение жидкости характеризуетнедостаток хладагента в системе, сильное – его избыток.Особенности работы парокомпрессионной холодильноймашины с воздушным испарителем и воздушнымконденсатором.127В этом случае T и p конденсации определяется T воздуха,охлаждающего конденсатор.Аналогично давление и температура испарения определяется Tвоздуха, охлаждаемого в испарителе.Рисунок 124. Температурные перепады.Разность между температурой конденсации и T воздуха на входе вконденсатор называется полным перепадом температур вконденсаторе - ∆кп , его величина составляет 10-20°C, поэтому, чемвыше T воздуха, охлаждающего конденсатор ⇒ выше давлениеконденсации ⇒ больше затрачиваемой работы сжатия.При охлаждении воздуха испарителя холодильной машинытемпература испарителя ниже воздуха на входе в испаритель. Разностьвоздуха на входе и испарения называется полным перепадом температурв испарителе - ∆ип , его величина 6-10°C для испарителейхолодильных установок , работающих в холодильных и морозильныхкамерах и 16-20°C для испарителей холодильных установок ,работающих для систем кондиционирования.Рассмотренный выше цикл считается чисто теоретическим, посколькуне учитываются потери (наибольшие – теплопритоки черезтеплоизоляцию).

Для бытовых холодильников – потери порядка 80%от теоретической холодопроизводительности. Для крупных установок– существенно меньше.128Криогенный цикл простого дросселирования.Рефрижераторный режим.Рисунок 125. Криогенный дроссельный цикл.Уравнение теплового баланса низкотемпературной частиустановки.ℎ1 − о.с. + х = ℎ5 ⇒ х = (ℎ5 − ℎ1) − о.с. = ℎ5 − ℎ1′ + ℎ1′ − ℎ1= (ℎ1′ − ℎ1 ) − (ℎ1′ − ℎ5 )Рисунок 126.

Недорекуперация.ℎ1′ − ℎ1 = ∆ℎ 1 – тепловой эффект дросселирования (теоретическаяхолодопроизводительность компрессора)ℎ1′ − ℎ5 = 5∆н – потери вследствие недорекуперации обратногопотока на тёплом конце теплообменника1291) = ∆ℎ 1 − (5 ∆н + о.с. ) – полная холодопроизводительность∆ℎ 1 – теоретическая холодопроизводительность(5∆н + о.с.) – потериХолодопроизводящий процесс – изотермическое сжатие вкомпрессоре, если оно происходит ниже линии инверсии.Поскольку изотермическое сжатие обычно происходит при о.с., то циклпростого дросселирования не пригоден для трёх рабочих веществ: Ne,H2, He.Если х < 0 это значит, что величина потерь превышает величину∆ℎ 1 ⇒1) потери слишком велики;2) ∆ℎ 1 – слишком мала; вследствие неправильного выборапараметров цикла; либо рабочего вещества;Затрачиваемая работа: в данном случае это работа сжатия вкомпрессоре.2) = сж = ln( н )всизДля определения изотермической работы используется формуладля идеального газа, которая даёт удовлетворительный результатс погрешностью не более 5%, если сжатие на температурномуровне 300°К и давление не более 20 МПа.х=3) =к =к– степень термодинамического совершенства3= − 1 − 3130Зависимость параметров цикла от давления нагнетания:Рисунок 127.

Зависимость параметров цикла от давлениянагнетания.опт соответствует давлению инверсии при T изотермическогосжатия.Рисунок 128. Кривая инверсии.Пример: определение характеристик цикла.Дано:2 ; 1 = 300К; = 77К; вс = 0,1 МПа; о.с. = 5кДж; ∆н = 5Ккг , сж , , −?5 = 1,041н , МПа5101520кДж; = 0,347кг ∙ К ккДжкг1,88,816,221,7 ,кДжкг580683744787сж , ∙ 1030,00310,01280,0220,02761318,9237,062,779,4Цикл простого дросселирования.

Ожижательный режим.Данный цикл предназначен для ожижения криогенных газов, кромеNe, H2, He. Обычно используется для установок малойпроизводительности поскольку наименее эффективен посравнению с другими циклами. Аналогичные рассуждения и длярефрижераторного режима.Рисунок 129. Криогенный ожижительный цикл.После дросселирования (3) парожидкостная смесь попадает всепаратор жидкости и газа. Пар идёт в теплообменник, а жидкость вотносительном количестве [кг жидк.кг ож.газа] подаётся потребителю.Характеристиками цикла являются:1) ;2) ° [кДжкг жидк.] – работа, затрачиваемая на получение кг жидкости;3) степень термодинамического совершенстваГ =°Запишем уравнение энергетического баланса дляжидкотемпературной части.ℎ1 + о.с.

Характеристики

Список файлов лекций