7.Обратный цикл Карно.
Для непрерывного охлаждения машинными способами помимо охлаждаемого тела и приемника теплоты требуется третье тело, переносящее теплоту от первого ко второму. Это третье тело называется рабочим телом или холодильным агентом. Холодильный агент, претерпевая ряд изменений, должен возвращаться в первоначальное состояние, непрерывно участвуя в круговом процессе, или цикле. Подобный цикл называется термодинамическим. В отличие от прямого цикла (цикл тепловой машины), когда работа производится при переходе теплоты от более нагретого тела к менее нагретому, круговой процесс, в котором для передачи теплоты от менее нагретого тела к более нагретому необходимо подводить энергию (или теплоту), называется обратным циклом. Различают три вида обратного цикла:холодильный 1-2-3-4, в котором теплота переносится от охлаждаемого тела с температурой Тн к окружающей среде с температурой Тос;теплового насоса 5-6-7-8, в котором теплота переносится от окружающей среды к телу с более высокой температурой Тв;комбинированный 9-10-11- 12, состоящий из двух первых.Если при осуществлении процессов, образующих обратный цикл, увзаимодействующих тел не наблюдаются остаточные изменения, т.е. эти процессы обратимы, то и обратный цикл обратим. На осуществление обратимого цикла требуется минимум работы или теплоты, поэтому он является эталоном. Обратимый холодильный цикл 1-2-3-4, приведенный на рис. 2, показан на S- Т – диаграмме, где S — энтропия; Т— абсолютная температура.Энтропия S — это отношение ничтожно малого количества теплоты Δq, сообщенной телу (или отнятой у него) в процессе изменения его агрегатного состояния, к абсолютной температуре Т, при которой происходит это приращение теплоты, т.е. S = Δ q / Т (Дж/К).Энтропию в тепловых процессах можно рассматривать как термический заряд, который не меняется в идеализированных обратимых циклах.
12.Типы холодильных машин.
Для получ холод исп безмаш и машинные способ охлажд. Безмаш способы охлаждения основываются на плавлении, испарении, сублимации.
В безмашинных способах охлаждения используются готовые хладоносители (водный, эвтектический и сухой лед, сжиженные газы, воздух). Установки, работающие на готовых хладоносителях, просты по устройству и, следовательно, наиболее доступны, но они имеют существенные недостатки: полную зависимость от возможности и условий получения хладоносителей; большой объем грузовых работ, связанных с зарядкой хладоносителями и поддер гигиены в охлаж помещениях.По виду затрачиваемой энергии холод маш подразд на компрессионные, теплоиспользующие и термоэлектрические. Компресс машины исп мех энергию; теплоиспользующие — тепловую от источников теплоты,t которых выше окруж среды;термоэлектрические —электрическую.
При охлажд в компрессионных и теплоиспользующих машинах теплота переносится в результате соверш рабочим телом — холод агентом (хладагентом) обрат кругового процесса,а в термоэлектрических — при воздействии потока электронов на атомы вещества.Охлаждение в термоэлектрических машинах основано на термоэлектрическом эффекте, известном как эффект Пельтье, заключающемся в том, что при пропускании постоян электр тока по замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных проводников или полупроводников, один из спаев нагревается (горячий спай), а другой охлаждается (холодный спай). Для того чтобы холодный спай термоэлемента имел постоянную низкую t и был источником холода, горячий спай нужно охлаждать.
Основной показатель качества термоэлемента—коэффициент эффективности вещества, опр max разность t горячего и холодного спаев.Однако они значительно дороже других холод машин.
В зависимости от вида рабочего тела (холодильного агента) холод машины, в основе принципа действия которых лежит обратный цикл Карно,подразделяют на паровые и газовые.
В качестве раб тела в паровых холод машинах исп аммиак и хладоны — фтористые и хлористые производ предельных углеводородов, в газовых — воздух.
В зависим от способа подачи раб тела в конденсатор холод маши подразделяют на компрессионные, сорбционные, сорбционные и пароэжекторные. В компрессион холод машинах рабочий цикл соверш за счет мех работы компрессора, в абсорбционных, сорбционных и пароэжекторных — за счет затрат теплоты.
Для получе требуемы t кипения и конденсации рабочего тела используют одноступенчатые, многоступенчатые и каскадные паровые компрессионные машины