ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы сокращения необратимых потерь цикла холодильной машины из "Холодильные машины и аппараты Изд.2" Процесс в испарителе определяется двумя элементами один О—/а совершается в испарителе и дает полезную холодопроизводительность, другой 1а 1 в регенераторе осуществляет охлаждение жидкости от температуры Т до Гд. Пар из регенератора в состоянии 1 засасывается компрессором и, сжимаясь в нем адиабатически в состоянии 2 , направляется в конденсатор. В конденсаторе происходят процессы 2 —3 отнятия тепла перегревания, 3—4 конденсации пара. [c.135] В рассматриваемом регенеративном цикле потери, вносимые регулирующим вентилем, полностью исключены предварительным охлаждением жидкости от температуры Т до Т . Последний процесс не может быть осуществлен имеющимся в наличии источником внешней среды и происходит в регенераторе за счет отвода тепла к жидкости, кипящей при температуре То в испарителе. Тепло, отнятое в регенераторе в процессе охлаждения жидкости, подводится к испарителю и уменьшает холодопроизводительность на величину разности энтальпий —1 , равной 1, —/о, так как = 4 . Разность энтальпий —4 равна увеличению холодопроизводительности вследствие отсутствия изменения состояния в процессе дросселирования в регулирующем вентиле. Замена необратимого процесса дросселирования процессом охлаждения жидкости при кипении рабочего тела в испарителе не вызывает увеличения холодопроизводительности. Холодопроизводительность в рассмотренном регенеративном цикле остается такой же, как и в цикле без охлаждения жидкости перед регулирующим вентилем, так как 4-—/в= = Ь—На- Работа, затраченная в этих циклах, также одинакова. [c.135] О—4—О —О и 0—1—2—4—О термодинамически эквивалентна циклу 1—2— О —О Карно. [c.136] Важной особенностью цикла холодильной машины является то обстоятельство, что рабочее тело до начала отнятия тепла от внешней среды при низкой температуре должно принять само эту температуру. Понижение температуры рабочего тела от температуры окружаюш,ей среды до температуры холодного тела (регенерация, дросселирование) является необратимым процессом, вносящим в зависимости от физических свойств рабочего тела (го, с х) потери разной величины. Поэтому критерий К. [c.136] Принципиальная схема такой регенеративной машины по существу не отличается от схемы на рис. 55, а. Здесь только в регенератор пар поступает не влажный, а сухой и перегревается до точки Г кроме того, компрессор совершает изотермическое сжатие перегретого пара (рис. 56, б). [c.136] Отличительной особенностью рассматриваемого цикла является всасывание компрессором перегретых паров, а не влажных. [c.137] Этот регенеративный цикл, важный в теории холодильных машин, трудно практически выполнить вследствие необходимости изотермического процесса сжатия пара в компрессоре. [c.137] Состояние жидкости перед регулирующим вентилем (точка 4) определяется равенством —= 4— . Большая величина теплоемкости с х жидкости по сравнению с теплоемкостью Ср пара определяет температуру точки 4, как более высокую, чем То. Необратимость здесь характеризуется возрастанием энтропии Аз. Однако Д/ А5, и поэтому в регенеративном цикле с перегревом пара и изотермическим сжатием сокращаются необратимые потери дроссельного процесса. [c.137] Для заданных температур То и Т степень обратимости регенеративного цикла будет возрастать с увеличением Ль т. е. тогда, когда изобара в энтропийной диаграмме имеет более пологий характер, а нижняя пограничная кривая — более крутой. [c.137] 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.137] Следует отметить, что для рабочих тел, взаимно растворяющихся с маслом, перегревание пара перед всасыванием его компрессором имеет особое значение. В результате перегревания пара происходит более полное отделение масла, вследствие чего коэффициенты, характеризующие действительный процесс, улучшаются. При отсутствии перегревания пара перед всасыванием и отделения таким путем масла коэффициенты компрессора соответствуют работе его влажным ходом и имеют низкие значения. В процессе обратного расширения в компрессоре испарение холодильного агента из капель масла унесенных из испарителя сокращает объем полезного всасывания и способствует значительному увеличению теплообмена между паром и стенками цилиндра. Таким образом, регенерация с перегреванием пара перед его всасыванием при работе машин на фреоне-12 и других телах, помимо термодинамических преимуществ, вызвана практическими соображениями и по этой причине широко применяется. [c.138] Улучшение действительного процесса благодаря перегреванию фреона-12 перед всасыванием играет превалирующую роль по сравнению с термодинамическими преимуществами регенерации. [c.138] В действительных условиях изотермический процесс сжатия трудно осуществить. Адиабатический процесс сжатия более соответствует процессу, происходящему на практике. [c.138] Рассмотрим цикл с внутренним теплообменом и охлаждением жидкости при перегревании пара перед всасыванием с адиабатическим процессом сжатия в компрессоре. [c.138] Цикл 1—V—2 —5—4—5—5 с перегреванием пара после испарителя для охлаждения жидкости перед регулирующим вентилем показан в энтропийной диаграмме на рис. 57. [c.138] Внутренний теплообмен в таком цикле, с одной стороны, понижает температуру перед регулирующим вентилем (точка 5 вместо 4), что в свою очередь снижает дроссельные потери, а, с другой стороны, приводит к значительному перегреванию пара в процессе сжатия его компрессором (точка 2 вместо 2), что увеличивает потери от перегревания. Термодинамическая целесообразность цикла с внутренним теплообменом и адиабатическим сжатием пара неодинакова для различных рабочих тел и зависит в значительной мере от условий внешней среды (температуры источников). [c.138] Работа А1ра цикла 1—Г—2 —3—4—5—5 равна сумме работ А1 цикла с сухим насыщенным паром и дополнительной работы Alx. [c.139] Во многих случаях работы холодильных машин неравенство (42) соблюдается для разных рабочих тел, однако вблизи критической точки или при очень большой разности температур Т—То оно меняет знак, и цикл со сжатием сухого насыщенного пара термодинамически менее совершенен, чем регенеративный цикл с адиабатическим сжатием. [c.139] В табл. 13 приведены величины, характеризующие необратимые потери в регенеративном цикле, а также величины из формулы (42). [c.139] При охлаждении жидкости перед регулирующим вентилем необратимые потери процесса дросселирования сокращаются наиболее простым путем. [c.139] Вернуться к основной статье