ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Циклы паровой холодильной машины с регулирующим вентилем и обратимым процессом сжатия из "Холодильные машины и аппараты" Выражение (IV —80а) для теоретического холодильного е коэффициента показывает, что его величина зависит от отношения работ Л/р расширителя и Ale цикла. Увеличение работы расширителя или, что то же самое, уменьшение работы компрессора по сравнению с работой цикла снижает значение е. Потери от дроссельного вентиля в паровом цикле, как и потери действительного газового цикла с расширителем, зависят от соотношения между работой компрессора и расширителя. Очевидно, что паровой цикл дает лучший результат, так как отношение Alp к Ale здесь меньше, чем в случае применения газа. [c.150] Остановимся подробнее на анализе дроссельных потерь холодильного цикла, так как этот вопрос имеет важное практическое и теоретическое значение. [c.150] Величины теплоемкостей с х жидкости и с х насыщенного пара определяют характер протекания пограничных кривых в энтропийной диаграмме чем меньше теплоемкости, тем круче идут пограничные кривые. Вместе с тем в рассматриваемом цикле на величину дроссельных потерь влияет также и критерий.//. При этом с увеличением Л дроссельные потери будут падать. Отсюда следует, что в цикле со всасыванием компрессором влажного пара дроссельные потери зависят не только от крутизны нижней, но и верхней пограничной кривой в энтропийной диаграмме. [c.152] ествляя цикл в области влажного пара, необратимый процесс дросселирования можрю исключить с помощью внутреннего теплообмена или регенерации теплоты (при совершенном теплообмене), установив между конденсатором и испарителем теплообменник, как это показано на рис. 54. В такой регенеративной машине жидкость после конденсатора Б в состоянии 3 поступает в регенератор В, где охлаждается до температуры кипения Т влажным паром, идущим из испарителя Г. Так как жидкость можно считать практически несжимаемой, то после ее дросселирования вентилем Д она переходит в область более низкого давления без изменения своего термодинамического состояния. [c.153] В испарителе Г жидкость кипит, изменяя свое состояние от точки О ло с в соответствии с рис. 53а. [c.153] На участке О—1 протекают два процесса получение холодопроизводительности нужной для охлаждения тела, и отвод тепла от жидкости, с целью ее охлаждения, от точки 3 до точки 0. [c.153] Площадь —4 —3 —3—О как раз и равна ТДз. Вместе с тем, перенос теплоты процесса 3—О на температурный уровень связан с возрастанием энтропии, так как такой процесс необратим. Энтропия холодного тела с температурой Тр после воспринятия тепла процесса 3—определяется точкой 4, а работа, которую нужно затратить, возвращая тело в первоначальное состояние 3 в обратимых процессах 4 —3 и 3 —3, равна площади О—4 —3 —3—О или ТДз. В необратимых процессах дросселирования, равно как и охлаждения жидкости от точки 3 до точки О телом с температурой Т , энтропия возрастает на одну и ту же величину Дз, и дополнительная работа в результате этого в обоих случаях равна ТДз. Отсюда и следует, что примененная здесь система регенерации тепла не исключает необратимости, а приводит к замене одного необратимого процесса (дроссельного вентиля) другим (регенерация тепла). [c.153] Обычно в холодильной технике называют процесс компрессора влажным ходом , когда он всасывает влажные пары, и сухим ходом —при всасывании сухих насыщенных или перегретых паров. Работая сухим ходом, удается получить большую холодопроизводительность (удельную) 1 кг рабочего тела, так как к процессу испарителя прибавляется участок У—/ итеплообмен между стенками цилиндра и рабочим телом сухого или перегретого пара меньше, чем влажного. Работа влажным ходом в современных высокооборотных компрессорах связана также с опасностью гидравлического удара. Не отмечая здесь других недостатков влажного хода, можно заключить, что он практически менее целесообразен, чем сухой. [c.154] Сопоставив теперь выражения -г]а и в соответствии с формулами (IV—94,90), получим, что -г а т1д- Таким образом, при работе компрессора сухим ходом уменьшаются дроссельные потери. Вместе с тем последние в заданных условиях внешних источников, т. е. при постоянных температурах Т и Т (что соответствует одному и тому же значению критерия М), зависят только от критерия К- С увеличением К дроссельные потери снижаются. [c.154] Зависимость -ца от физических свойств различных рабочих тел при заданных температурах Тд=258° К и Т=303° К приведена в табл. 20. [c.154] В цикле компрессора с сухим ходом дроссельные потери зависят не только от физических свойств рабочих тел, но и от температур источников внешней среды Т(, и Т. Увеличение значения температуры конденсации влечет за собой и рост дроссельных потерь, так как при этом критерий М уменьшается. Понижение температуры Тд сопровождается также уменьшением величины М и, следовательно, увеличением дроссельных потерь. Однако здесь следует иметь в виду также, что приближение Тд к критической температуре значительно уменьшает теплоту парообразования г . Повышение температуры Тд в области, близкой к критической, по указанной выше причине увеличивает дроссельные потери. [c.154] Анализ дроссельных потерь цикла компрессора с сухим ходом имеет существенное практическое значение, так как компрессоры современных холодильных машин работают сухим ходом. [c.154] О—/ —2 —3—О и О—3—О —О термодинамически эквивалентна циклу 1 2 —0 —0 Карно. [c.155] Приведенные выше рассуждения выясняют важную особенность цикла холодильной машины. Рабочее тело до начала отнятия тепла от внешней среды при низкой температуре должно принять само эту низкую температуру. Понижение температуры рабочего тела от температуры окружающей среды до температуры холодного тела (регенерация, дроссе шрование) является необратимым процессом, вносящим в зависимости от физических свойств рабочего тела ( с х, Гд) потери разной величины. По этой причине критерий К играет важную роль при оценке этих процессов. [c.155] Принципиальная схема такой регенеративной машины по существу не отличается от схемы рис. 54. Здесь только в регенератор пар поступает не влажный, а сухой и не подсушивается в нем, а перегревается до точки 1 кроме того, компрессор совершает не адиабатное сжатие влажного пара по линии 1—2 рис. 53, а), а изотермическое сжатие перегретого пара по линии 1 —2 рис. 55, а). Важной отличительной особенностью рассматриваемого цикла является всасывание компрессором перегретых паров, а не влажных. [c.155] Этот регенеративный цикл, важный в теории холодильных машин, трудно практически выполнить из-за необходимости изотермического процесса сжатия пара в компрессоре. [c.155] Для заданных температур Tq и Т степень обратимости регенеративного цикла будет возрастать с увеличением Л], т. е. тогда, когда изобара в энтропийной диаграмме имеет более пологий характер, а нижняя пограничная кривая—более крутой. [c.156] Зависимость (IV—99а) показывает, что необратимые дроссельные потери в регенеративном цикле меньше, чем в обычном с дроссельным вентилем при изотермическом сжатии, так как УИ 1 и т]рм (). [c.156] Рассмотренный регенеративный цикл отличается от регенеративного цикла с влажным паром при обратимых процессах сжатия в обоих циклах тем, что в нем уменьшены необратимые потери самого процесса регенерации. [c.156] Сопоставим теперь величины g и g . [c.158] Вернуться к основной статье