ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретический цикл воздушной холодильной машины из "Холодильные машины и аппараты Изд.2" В циклах воздушной холодильной машины используют различные процессы охлаждения расширение газа, вихревой эффект и эффект Джоуля-Томсона. [c.48] Исходя из равенства количества тепла, отданного охлаждаемыми телами в процессе а—Ь, и холодопроизводительности машины, можно установить низшую температуру воздуха после расширителя. [c.49] Вопрос о взаимосвязи процессов охлаждаемого и рабочего тел должен быть подробно исследован в конкретных условиях работы машины с целью возможного исключения необратимости. [c.49] Таким образом, в одном и том же газовом цикле при разных источниках степень термодинамического совершенства неодинакова. [c.50] ОН термодинамически целесообразен при наличии источников переменной температуры (охлаждение тела и нагревание воды). [c.51] Рассмотрим свойства воздуха как рабочего тела холодильной машины с помощью примера. Пусть холодильный эффект необходимо получить при разных температурах поступающего холодного воздуха атмосферного давления (р = 1 ama), однако во всех режи г)х высшая температура холодного воздуха одинакова и равна 263 К (—10°) и температура поступающей охлаждающей воды тоже не изменяется и равна 293° К (20°). Для получения разных температур после р сширителя при неизменном значении Тд давление p в конце сжатия в компрессоре должно обеспечить получение температуры Т . Зададимся давлением p. в пределах от 2 до 5 ama. Пользуясь далее энтропийными диаграммами для воздуха, определим ряд величин, характеризующих теоретический процесс воздушной холодильной машины (табл. 1). [c.51] Из данных табл. 1 видно, что воздух, обладая малой теплоемкостью, дает и малые значения холодопроизводительностей и Увеличение последних величин возможно путем понижения температуры воздуха и повышения разности температур в процессе получения холодильного эффекта. Такой путь, однако, приводит к увеличению необратимых потерь за счет возрастания разности температур между рабочим телом и источником охлаждения. [c.51] Для получения большой холодопроизводительности (Зо ккалЫас необходимо пропускать через машину значительное количество воздуха. [c.51] Большие количества воздуха проходят также и через расширитель. [c.52] Применение поршневых компрессоров и расширителей в воздушной холодильной машине для получения необходимых холодопроизводительностей не экономично вследствие больших количеств циркулирующего рабочего тела, вызывающих увеличение габаритов машин и большие потери. [c.52] Значительно лучшие результаты показали центробежные компрессоры и расширители, которые при больших объемах циркулирующего газа более компактны и дают меньшие потери. [c.52] Термодинамический цикл вихревой трубы. Вихревой эффект осуществляется своеобразным термодинамическим комбинированным циклом [14], в котором одновременно получаются холод и тепло. На рис. 18 показано устройство для охлаждения и нагревания воздуха с применением вихревой трубы и процессы цикла в 5, Т-диаграмме. Процесс 1—2 — адиабатическое сжатие в компрессоре 1—3 — изотермическое сжатие в компрессоре точка 4 — состояние холодного воздуха по выходе из вихревой трубы, а точка 5 — состояние горячего воздуха по выходе из трубы. Если холодный воздух нагревается только до температуры Т , а не до температуры Т наружного воздуха, то при осуществлении разомкнутого процесса возникают дополнительные потери. [c.52] Величина т] даже при условии изотермического сжатия в компрессоре очень мала. Расчеты, проведенные на основе опытных данных [14, 15], дают значение в в пределах 0,8 -ь 1,6%. [c.54] Из камеры холодный поток проходит через теплообменник, охлаждая при этом сжатый воздух. Воздух отсасывается из теплообменника эжектором и выбрасывается в атмосферу. [c.54] Отсасывание воздуха в эжекторе осуществляется горячим потоком, выходящим из вихревого холодильника. Следует отметить весьма интересное конструктивное выполнение вихревого эффекта в рассмотренной выше камере. [c.54] На рис. 19, в показаны характеристики камеры с вихревым холодильником. [c.54] Открытые (разомкнутые) циклы, основанные на эффекте Джоуля-Том-сона. Обратимый цикл. Сжижение газов осуществляется с помощью открытого (разомкнутого) цикла, так как полученная жидкость обычно извлекается и направляется для разделительных процессов или использования в другом месте. В этих циклах получение особо низких температур достигается путем применения обратимого и необратимого расширения газов. [c.54] Анализ зависимости для %т приводит к заключению, что максимальное значение возможно для значений давления р. на кривой инверсии. При начальной температуре воздуха 30° давление, соответствующее максимальной холодопроизводительности, составляет 430 ama. Практически работа с таким высоким давлением нецелесообразна и цикл осуществляется при Р2, равным 200—220 ama. [c.56] Работа цикла А1 равна разности работ компрессора и расширителя. [c.57] Сопоставляя циклы Клода и Линде, следует отметить, что в первом вЫ ход жидкого воздуха больше Zl, а затрачиваемая работа Л/ меньше Л/д, как это следует из выражения (44). [c.58] Вернуться к основной статье