Цикл воздушной холодильной установки

Циклы холодильных установок

Методическое пособие-

конспект лекций к дисциплинам

«Техническая термодинамика»

и «Теоретические основы теплотехники»

для студентов специальностей

270109.65 «Теплогазоснабжение и вентиляция»

и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В.Н. Диденко

Циклы холодильных установок

Методическое пособие - конспект лекций

к дисциплинам «Техническая термодинамика»

и «Теоретические основы теплотехники»

для студентов специальностей

270109.65 «Теплогазоснабжение и вентиляция»

и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»

Ижевск

УДК 621.1

ББК 31.31

Циклы холодильных установок. Методическое пособие – конспект лекций к дисциплинам «Техническая термодинамика» и «Теоретические основы теплотехники», изучаемым студентами специальностей 270109.65 «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика».

Составитель: проф., д.т.н. Диденко Валерий Николаевич

В методическом пособии – конспекте лекций к соответствующим разделам курсов «Техническая термодинамика» и «Теоретические основы теплотехники» подробно рассматриваются свойства и термодинамические процессы водяного пара. Раздел «Циклы холодильных установок» является одним из наиболее сложных для изучения студентами. Материал раздела базируется на дисциплине «Термодинамика (спецкурс)», а сведения из химической термодинамики о фазовых переходах, необходимые для понимания материала, изложены автором в методическом пособии «Фазовые переходы» (Ижевск, 2003г.).

Автор выражает искреннюю благодарность студентам Мошкину С. А. и Митрофанову Н. Е. за помощь в оформлении методического пособия .

Рецензент: проф., д. т. н. Исаков В. Г.

©ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»,2006г.

©Институт городского хозяйства ИжГТУ, 2006г.

©Диденко Валерий Николаевич, 2006г

Циклы холодильных установок

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБРАТИМЫЙ ЦИКЛ КАРНО
2. ЦИКЛ ВОЗДУШНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
3. ЦИКЛЫ ПАРОВЫХ КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК
4. ПРИНЦИП РАБОТЫ АБСОРБЦИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
5. ПРИНЦИП РАБОТЫ ПАРОЭЖЕКТОРНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
6. ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
список литературы

Циклы холодильных установок

ОБРАТИМЫЙ ЦИКЛ КАРНО

Идеальным циклом холодильных установок является обратимый цикл Карно (рис. 1)

Рис. 1.1. Обратимый цикл Карно в PV – диаграмме

Рис. 1.2. Обратимый цикл Карно в TS– диаграмме

(1 – 4) – адиабатное расширение

(4 – 3) – изотермическое расширение с отбором теплоты q₂ от холодного источника Т₂

(3 – 2) – адиабатное сжатие

(2 – 1) – изотермическое сжатие с отдачей теплоты q₁ горячему источнику Т₁

Работа отрицательна (см. рис. 1), т.к. площадь под кривой 1-4-3 (А⁺) меньше, чем площадь под кривой 3-2-1 (А^–). Т. к. в круговом процессе ∆U=0, то в соответствии с I началом термодинамики затраченная работа равна:

(1.1)

Холодильный коэффициент – отношение отведенной от охлаждаемого тела теплоты q2 (произведенного холода) к затраченной работе (l_ц=q₁–q₂).

(1.2)

-для 1 кг холодильного агента

Для обратного цикла Карно ε имеет максимальное значение:

(1.3)

не зависит от выбора рабочего тела

Отношение характеризует степень совершенства принимаемого цикла.

1) Холодильный агент – рабочее тело холодильной машины.

2) Холодопроизводительность (Q_т) – это количество теплоты, которое отводится от охлаждаемого тела в единицу времени Q [Дж/сек].

Работа холодильной установки в единицу времени:

(1.4)

, [кВт]

Цикл воздушной холодильной установки

Цикл Лоренца – это цикл, состоящий из двух изобар и адиабат.

Рис.2.2. Цикл Лоренца в TS - диаграмме

Рис.2.1. Цикл Лоренца в PV- диаграмме

Рис.2.3. Принципиальная схема воздушной холодильной установки: 1 – компрессор; 2–рефрижератор (охлаждаемое помещение);3 – детандер; 4–конденсатор (холодильник)

Процессы в компрессоре и детандере считаются адиабатными, в конденсаторе и рефрижераторе – изобарными

Теплота отдаваемая окружающей среде в конденсаторе при Р₂=const (процесс 2-3).

– на 1 кг воздуха

Теплота отбираемая в рефрижераторе

– на 1 кг воздуха

Работа, необходимая на осуществление цикла:

- на 1кг воздуха

Холодильный коэффициент:

Для адиабатных процессов (1-2) и (3-4) можно записать:

и Þ

(2.1)

Таким образом, холодильный коэффициент цикла воздушной холодильной установки зависит только от отношения давлений.

Рис. 2.4. Обратный цикл Карно в TS– диаграмме

Из этого рисунка видно, что в обратном цикле Карно удельная холодопроизводительность q₂ больше, чем в цикле Лоренца, а работа, затрачивается на цикл Карно меньше. Таким образом, ε_{лоренца}< ε_карно.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: