Методические указания. Холодильные циклы – обратные круговые термодинамические процессы, в результате которых теплота переходит от тела с меньшей температурой к телу с большей

Холодильные циклы – обратные круговые термодинамические процессы, в результате которых теплота переходит от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой за счёт затраты работы.

Главной отличительной особенностью паровых холодильных машин является то, что рабочее тело в процессе совершения обратного кругового цикла меняет свое фазовое состояние и может находиться в состоянии насыщенной или переохлажденной жидкости, сухого насыщенного, перегретого или влажного пара.

Тепловые процессы, протекающие в холодильных установках, изображают в диаграммах и (рис. 1). В диаграмме изобары располагаются горизонтально, а линии постоянной энтальпии вертикально. Если в осях соединить точки агрегатного состояния, получают пограничные кривые и , сходящиеся в точке . Кривые называют: – нижняя, – верхняя. Горизонтальные участки в области соответствуют процессу превращения тела из жидкого состояния в газообразное и наоборот. Количество тепла, которое отнимается на этих участках от тела, называется скрытой теплотой парообразования. В точке скрытая теплота парообразования равна нулю. В диаграмме нанесены линии постоянного паросодержания (), постоянной энтропии (), постоянного температуры (), постоянного объема (). Между пограничными кривыми рабочее тело находится в виде парожидкостной смеси, правее верхней пограничной кривой – в состоянии перегретого пара.

Рисунок 1. – Термодинамические процессы в диаграмме.

Холодильная машина с детандером в области влажного пара.

Принципиальная схема и цикл такой холодильной машины приведены на рис. 2, 3.

 

Рисунок 2. – Схема холодильной машины с детандером в области влажного пара.

Принцип действия холодильной машины:

1-2 – адиабатное сжатие в компрессоре газообразного фреона от давления кипения до давления конденсации ;

2-3 – процесс отвода тепла от фреона к источнику при постоянных ;

3-4 – адиабатное расширение в детандере жидкого фреона от до ;

4-1 – кипение жидкого хладагента в испарителе при за счет подвода к нему тепла от источника.

Рисунок 3. – Цикл холодильной машины с детандером в области влажного пара.

Основные параметры холодильной машины:

удельная массовая холодопроизводительность.

;

затрачиваемая на сжатие работа компрессора:

;

тепловая нагрузка конденсатора:

;

работа детандера:

;

работа цикла:

;

холодильный коэффициент цикла:

.

Вопросы для самопроверки

1. Определение обратного цикла – холодильный цикл, цикл теплового насоса, теплофикационный цикл. 2. Определение основных термодинамических параметров фреонов по диаграммам состояния. 4. Основные элементы холодильных машин: компрессор, конденсатор, детандер, дроссель, испаритель. 5. Какие термодинамические процессы протекают в основных элементах ХМ? 6. Холодильные машины с а) детандером в области влажного пара; б) с всасыванием сухого или перегретого пара; в) с регенеративным теплообменником, схемы, принцип действия, основные конструктивные параметры, отличия. 7. Определение основных термодинамических параметров для ХМ.