Холодильный коэффициент идеальной машины

Хотя цикл Карно является теоретическим, рассмотрение его позволяет сделать важные практические выводы. Рассматривая уравнение, можно заметить, что холодильный коэффициент зависит от температуры охлаждаемого объекта Т о и окружающей среды Г. При понижении Го и постоянной величине Г, холодильный коэффициент уменьшается. Уменьшение холодильного коэффициента происходит также при возрастании температуры окружающей среды при постоянной температуре Го. Холодильный коэффициент цикла Карно имеет наибольшее значение по сравнению с реальными циклами паровых холодильных машин и, следовательно, требует минимальной затраты работы, являясь идеальным обратным циклом. В действительном цикле температура рабочего вещества Го всегда ниже температуры охлаждаемого объекта на некоторую величину АГо (8—10°Q, и, наоборот, когда рабочее вещество вступает в теплообмен с окружающей средой, его температура бывает выше температуры среды на величину АГ (5—10°С). На рис. 9 пунктирными линиями условно показаны дополнительные перепады температур. Из диаграммы видно, что холодильный коэффициент цикла с учетом температурных напоров меньше холодильного, коэффициента обратного цикла Карно, так как возрастает площадь, определяющая величину затраченной работы (увеличивается Г, уменьшается Го). В реальных циклах можно отметить и ряд других потерь, которые приводят к уменьшению холодильного коэффициента. Эти потери рассматриваются ниже. Но все же, несмотря на меньшую эффективность реальных парокомпрессионных циклов по сравнению с идеальным циклом, они обеспечивают достаточно высокое значение холодильного коэффициента, лишь немного отличающегося от соответствующего значения его для обратного цикла Карно. Например, при = 30°С и Го = —15°С для аммиака е = 4,85, для фреона-12 е = 4,72, а для любого холодильного агента в обратном цикле Карно е = 5,74. [c.23]

Подставив значения, получим холодильный коэффициент идеальной машины 8 д = 5,33 [c.183]

Цикл Карно для идеального газа является идеальной, не осуществимой в практике схемой тепловой (холодильной) машины. В технической термодинамике рассматриваются другие циклы, более близкие к реальным процессам в тепловых машинах, и вычисляются коэффициенты полезного действия этих циклов. [c.46]

Экспериментально установлено, что если различные виды работы могут быть полностью обращены в теплоту и в идеальном случае могут полностью переходить друг в друга, то обратное преобразование невозможно, так как только некоторая часть теплоты превращается в работу при циклическом процессе. Здесь речь идет о закрытой системе, совершающей круговой термодинамический процесс, а не о единичном акте, так как в последнем случае согласно принципу эквивалентности преобразование тепла в работу можно произвести полностью. Такая система является, по сути дела, или тепловой машиной (система суммарно производит работу над источником работы), или холодильной машиной (источник работы суммарно производит работу над системой). Поэтому неудивительно, что изучение вопросов, связанных со вторым началом термодинамики, исторически обязано исследованию принципа действия тепловых машин, назначение которых состоит в превращении тепла в работу. В фундаментальном труде французского инженера Сади Карно Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу (1824) сделана первая, еще весьма несовершенная попытка сформулировать второе начало термодинамики. В труде Карно рассматриваются три основных вопроса 1) необходимое условие для преобразования теплоты в работу 2) условие, при котором трансформация теплоты в работу может достигнуть максимального эффекта 3) зависимость коэффициента полезного действия тепловой машины от природы рабочего вещества. В труде Карно был сделан совершенно правильный вывод, что коэффициенты полезного действия всех обратимых тепловых машин одинаковы и не зависят от рода работающего тела, а только от интервала предельных температур, в котором работает машина. [c.88]

Холодильный коэффициент такой машины приближается к идеальному значению холодильного коэффициента и равен Ег.р = Го/(7 к—Го). [c.270]

Холодильный коэффициент идеальной машины, соответствующий минимальным затратам энергии, рассчитывается для обратного цикла Карно, построенного на средних температурах хладоносителя и охлаждающей воды [c.183]

Напишите значение холодильного коэффициента идеальной паровой компрессорной машины. Может ли он иметь значения, большие единицы [c.264]

Идеальная холодильная машина, как видно из рис. XVI-I, предполагает всасывание компрессором влажного пара и его сжатие в области X < I, где х — паросодержание. Очевидно, даже при достижении в конце сжатия состояния сухого насыщенного пара (х = I), т. е. в предельном варианте реализации обратного цикла Карно, компрессор будет все же всасывать влажные пары хладоагента. Такой процесс, однако, практически невыгоден, так как в результате соприкосновения с нагретыми стенками цилиндра компрессора частицы жидкости будут здесь испаряться без увеличения холодопроизводительности машины при одновременном уменьшении объемного коэффициента полезного действия компрессора. По этой причине компрессор действительной холодильной машины всасывает сухой насыщенный пар, осуществляя его сжатие в перегретой области (адиабата I—2 на рис. XVI-2, б), что составляет третье отличие от идеального рабочего цикла. Заметим, что сжатие паров в перегретой области является термодинамически невыгодным, поскольку на участке 2—3 или /О—// количество холода, приходящееся на единицу затрачиваемой работы, меньше, чем в области влажного пара. Однако небольшой перерасход работы практически перекрывается тем, что вся скрытая теплота хладоагента используется только в испарителе, и производительность компрессора увеличивается за счет возрастания объемного коэффициента полезного действия компрессора. [c.731]

Отношение количества тепла, отнимаемого от охлаждаемой среды (иначе говоря, полученного холода), к затраченной для этого работе в идеальной машине не зависит от физических свойств холодильного агента и характеризуется холодильным коэффициентом [c.174]

Подбирая объемы и г, всегда можно построить циклы с одинаковой площадью, т. е. независимо от допускаемого различия в коэффициентах полезного действия т] я ц удается выполнить условие Л==Р1—Рг—Q2=Л В результате этога оба цикла смогут замкнуться одновременно, и после одного оборота обоих циклов в окружающей среде произойдут только переносы теплоты между телами с температурами Г1 и Гг. Если коэффициенты полезного действия машин не равны, то машину с большим коэффициентом полезного действия можно выбрать в качестве тепловой, а другую, работающую на идеальном газе, сделать холодильной. Если допущение о том, что коэффициент полезного действия первой машины больше, чем второй, является правильным, то [c.25]

Несмотря на то, что возможность получения холода путем обращения воздушного теплового двигателя известна уже более ста лет, все прежние попытки использования газового холодильного цикла были безуспешными. Применение принципов, подобных использованным при разработке газового теплового двигателя Филипс , сделало возможным создание газовой холодильной машины. Много машин такого типа находится в постоянной эксплуатации на фабрике фирмы Филипс в Эйндховене, где они используются для ожижения воздуха. Столь низкие температуры достигаются в одной ступени, чем обеспечиваются малые размеры и высокий к. п. д. машины. Газовая холодильная машина хорошо приспособлена и для получения любых температур (между —80 и —200°С), которые не могут быть получены в паровых холодильных машинах. В статье описан и проанализирован газовый холодильный цикл при прерывистом движении двух поршней. Показано, что такой схематический цикл может быть заменен практически выполнимым циклом, основанным на гармоническом движении поршней. Подробно рассмотрена тесная связь между холодильным и тепловым циклами. Наконец, на основании ранее разработанной теории газового теплового двигателя получена зависимость давления от угла поворота при гармоническом движении поршней для идеального (без потерь) цикла. При помощи этой зависимости найдены холодопроизводительность, мощность на валу и холодильный коэффициент машины. [c.24]

Пример I5-I. Рассчитать холодильный коэффициент и расход энергии на получение 1000 кдж (240 ккал) холода в идеальной компрессионной машине прн температуре конденсации и температуре испарения /с = —8УС. [c.530]

Сопоставление формулы (43а) для цикла с идеальным пароструйным аппаратом с выражением (Па) для холодильного коэффициента обычной двухступенчатой машины, работающей в таких же условиях без промежуточного водяного холодильника, показывает их тождественность. Следовательно, при идеальных процессах в пароструйных аппаратах система с таким поджимающим компрессором может быть эквивалентной обычному двухступенчатому циклу. [c.230]

Цикл Карно равновесен, так как все составляющие его процессы равновесны. При проведении этого цикла в обратном направлении все характеризующие его величины имеют те же значения, что в прямом цикле, но обратные знаки . Теплота Q2 поглощается газом у тела с низшей температурой Гг и вместе с отрицательной работой А цикла передается телу с высшей температурой Г1. В сумме нагреватель получает теплоту Р1 = Р2+ - Таким образом, в обратном цикле Карно работа превращается в теплоту и одновременно теплота Q2 переносится от тела с низшей температурой к телу с высшей температурой. Обратный цикл Карно дает схему действия идеальной холодильной машины. Коэффициентом полезного действия обратного цикла Карно называется отношение затраченной работы к теплоте, отданной нагревателю, т. е. та же величина т], что для прямого цикла. [c.44]

Коэффициент холодопроизводительности. Получение низких температур при помощи холодильной машины основано на осуществлении о б-ратного кругового процесса или так называемого холодильного цикла. Для сравнения и оценки холодильных циклов обычно используют идеальный обратный цикл Карно, представляющий собой замкнутый круговой процесс, состоящий из последовательно следующих друг за другом изотермических и адиабатических процессов. [c.715]

Допустим, что соотношение (1,24), а вместе с ним равенство (1,23) оказались не универсальными, т. е. нашлось вещество, которое в обратимом цикле Карно имеет другой коэффициент полезного действия, отличный от т) для идеального газа. Рассмотрим тогда работу двух машин, в одной из которых используется идеальный газ, а в другой — вещество с произвольными свойствами. Пусть машины используют общие источники теплоты с температурами и Гг. В одной из них можно получать работу А за счет поглощения теплоты О, от теплоотдатчика при Т=Т1 п отдачи теплоприемнику теплоты С 2 при Г=Гг. Это позволяет совершать работу Л = Р1—С г- Во второй машине можно за счет этой работы осуществить холодильный цикл , т. е. провести цикл в обратном направлении и взять от тела с низкой температурой Гг некоторое количество теплоты Сг, отдавая теплоту при более высокой температуре Т Т. Величины, относящиеся ко второй машине, отмечены везде штрихом ( ). [c.25]

Независимо от системы холодильной машины предельное значение теплового коэффициента при идеальных циклах выражено формулой (I—25). Это значит, что термодинамическое совершенство системы производства холода путем затраты тепловой энергии определяется в идеальном случае только источниками, так как коэффициент Со есть функция трех величин [c.25]

Действительный тепловой коэффициент С отличается от идеального, ибо имеются потери в тепловом двигателе, холодильной машине и при передаче работы от прямого цикла к обратному. Если коэффициент учитывает все потери прямого цикла холодильного т] ., при передаче работы от прямого к обратному циклу т] ,, то [c.25]

Отношение действительного теплового коэффициента к его величине в идеальной системе является мерой термодинамического совершенства всех холодильных машин, работающих с помощью теплового двигателя, независимо от характера их рабочих процессов. [c.478]

Искусственное охлаждение осуществляют с помощью холодильных машин, в которых реализуют обратные термодинамические круговые процессы (циклы). В идеальном случае циклом холодильной машины может быть обратимый обратный цикл (цикл Карно, обратимый регенеративный цикл и др.). Действительные циклы холодильных машин в значительной степени отличаются от обратимых циклов. Последовательность перехода от идеального к действительному циклу на примере парокомпрессионной двухступенчатой холодильной машины показана на рис. 1—2. Эффективность действительного цикла холодильной машины (степень его приближения к идеальному) можно определить при помощи коэффициента [c.5]

Независимо от системы холодильной машины предельное значение теплового коэффициента при идеальных циклах выражено формулой (62). Это значит, что термодинамическое совершенство системы получения холода [c.66]

Важнейшей энергетической характеристикой любой холодильной машины является ее холодильный коэффициент z — Q /А, где Q - холодопроизводительность А - затраченная работа. Можно показать, что холодильный коэффициент термоэлектрической холодильной машины определяется добротностью термоэлектрика Д причем холодильный коэффициент стремится к своему максимальному значению Вкарно при 2 00. Здесь е арно холодильный коэффициент идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно. Поэтому основная задача термоэлектрического материаловедения -это повышение добротности термоэлектриков [1-4]. [c.119]

Холодильный коэффициент такой машины приближается к идеальному значеник> холодильного коэффициента и равен ег п = То [c.242]

На рис. 15-3 линиями 1—2—3—4 —/ представлен цикл холодильной машины с дросселированием хладоагента, отличающийся от цикла идеальной холодильной машины тем, что расширение при дросселировании происходит по линии 5—4 (i = onst). По сравнению с идеальным циклом холодопроизводительность уменьшается на величину отрезка 4—4, равного работе, отдаваемой в детандере. На эту же величину увеличивается затрата работы. В соответствии с уменьшением холодопроизводительности и увеличением затрачиваемой работы холодильный коэффициент снижается. [c.531]

Холодильный коэффициент. Сжатие паров холодильного агента в цикле идеальной компресси онной машины происходит адиабатически, при постоянной энтропии S" = onst, т. е. без теплообмена с окружающей средой. За счет затраченной работы сжатия AL энергия холодильного агента увеличивается и температура его повышается от Го до Т (рис. 462). [c.679]

Практически температура рабочего тела Го всегда должна быть ниже температуры охлаждаемой среды Гохл (рис. 2, б). Тогда теплота от охлаждаемой среды естественным путем перейдет к более холодному рабочему телу в процессе 4—1. Температура рабочего тела Г должна быть выще температуры теплоприемника, т. е. воды или воздуха Гокр. При этом условии теплота переходит от рабочего тела (процесс 2—3) к воде или воздуху. Но тогда холодильный цикл осуществляется в большем интервале температур, что неизбежно приводит к уменьшению холодильного коэффициента. При наличии разности температур процессы теплообмена являются необратимыми и ведут к потерям, что вызывает дополнительную затрату работы в холодильной машине. Так, в цикле с реальными разностями температур (см. рис. 2, б) затраченная работа больше, чем в идеальном цикле, совершенном в том же интервале температур внешних источников (см. рис. 2, а). Уравнение для цикла с реальными разностями температур принимает вид [c.12]

Тому и другому процессам на рис. 9-5 соответствует одинаковая холодопроизводительность (пл. а—5—6—Ь—а), однако в реальных условиях уменьшение степени сжатия значительно повышает удельную холодопроизводительность машины с регенерацией тепла. Холодильный коэффициент реальной газовой холодильной машины с регенерацией тепла меньше, чем идеальной машины с регенерацией тепла (бг.р< <Ег.и), за счет потерь тепла в окружающую среду теплообменниками и неадиабат-ности процессов сжатия и расширения, а также за счет гидравлических потерь в дополнительном теплообменнике. [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология