ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретическая индикаторная диаграмма детандера из "Глубокое охлаждение Издание 3 Ч 2" На действительный рабочий процесс в поршневом детандере оказывают влияние многочисленные факторы, аналитический учет которых чрезвычайно затруднителен, а во многих случаях практически невозможен. Обычно термодинамический анализ цикла поршневого детандера проводится применительно к теоретической индикаторной диаграмме. [c.14] Полный адиабатический теплоперепад при теоретических условиях можно реализовать в поршневом детандере только в том случае, если он не имеет вредного пространства и обеспечивает полное расширение рабочего тела с производством работы. Такой детандер будем называть идеальным. Известно, что реальны поршневой детандер имеет вредное пространство, а его цикл характеризуется неполнотой расширения. Если теоретический рабочий цикл (теоретические условия работы) идеального детандера представится фигурой а-2-4 -Ь (рис. 1-1), то такой же цикл реального детандера — фигурой 1-2-3-4-5-6-1 (теоретическая индикаторная диаграмма). В результате этого даже при теоретических условиях работы теплоперепад, получаемый от реального детандера, будет меньше адиабатического. [c.15] Под термином теоретическая индикаторная диаграмма следует понимать цикл машины, включающий те же элементарные процессы, что и реальный цикл в детанде)ре, не не учитывающий гидравлических сопротивлений, утечек, трения, внутреннего теплооб.мена и теплопритока извне. [c.15] Рабочая индикаторная диаграмма является вторым приближением к реальному циклу. [c.15] Под термино.м рабочая индикаторная диаграмма в отличие от действительной диаграммы, получаемой индицированием работающей машины, следует понимать расчетный цикл детандера, построенный с учетом гидравлических потерь, внутреннего теплообмена и теплопритока извне. [c.15] Термодинамический расчет детандера ведется по рабочей индикаторной диаграмме, которая с достаточной для инжендрных расчетов точностью отражает действительный процесс детандера. Отдельные процессы уточняются при этом по экспериментальным данным, полученным на работающих машинах. [c.15] Теоретическая и рабочая индикаторные диаграммы поршневого детандера представлены на рис. 1-1. [c.15] Оз —угол отсечки аз—угол предварения выпуска 05—угол закрытия выпускного клапа яа Ов—угол опережения впуска. [c.16] По достижении в цилиндре давления р весь цикл повторяется снова. [c.16] Точки 3 и 6, сО Ответствуюш,ие началу открытия выпускного и впускного клапанов детандера, показаны на теоретической индикаторной диаграмме совпадающими с крайними положениями поршня, что в действительности не имеет места. [c.16] Из элементарных процессов, образующих теоретическую индикаторную диа грамму детандера, изменение состояния газа и, следовательно. изменение его энтальпии происходит в процессах расширения, истечения, сжатия и заполнения вредного объема цилиндра. В первых двух процессах энтальпия газа уменьшается, так как внешняя работа осуществляется в этих процессах за счет внутренней энергии газа. В процессах же сжатия и заполнения энтальпия газа, наоборот, увеличивается, так как эти процессы связаны с увеличением внутренней энергии газа за счет затраты внешней работы. Поскольку в перечис-ленньих процессах изменяется энтальпия, они оказывают влияние на холодопроизводительность детандера. В процессе заполнения вредного объем З происходит также возрастание энтропии, однако ввиду малого количества газа во вредном объеме в дальнейшем будем счи- тать 5=сопз1. [c.17] Процессы наполнения и выпуска характеризуются только измене- Д нием количества газа в цилиндре детандера. Так как состояние газа этих процессах остается неизменным, они не участвуют в получении . холода. Однако процесс наполнения (линия 1-2) оказывает суще- ственное влияние на общую холодопроизводительность, поскольку им определяется количество газа, проходящего через машину. [c.17] Холодопроизводительность идеализированного реального детандера, процессу которого отвечает теоретическая индикаторная диаграмма, находится в зависимости от площади индикаторной диаграммы и растет с ее увеличением. [c.18] Рассмотрим изменение энтальпии газа в отдельных процессах. [c.19] В процессе истечения газа из цилиндра происходит дальнейшее понижение температуры газа. Для реального газа температура может быть найдена по Г-5 и /- -диаграммам. [c.20] Для нахождения 5 выразим как функцию степени наполнения. [c.21] Уравнение (1-30) позволяет найти оптимальную степень наполне-ния обеспечивающую при заданных и а максимальный адиабатический к. п. д. детандера. [c.22] Уравнение (1-32), при выводе которого не учитывались потдри, имеющие место в реальном цикле, ц газ рассматривался как идеальный, носит приближенный характер. Ошибка при пользовании им может достигать в отдельных случаях 15—20%- Однако для ориентировочных подсчетов пользование этим уравнением весьма удобно. [c.22] Вернуться к основной статье