195

Міністерство освіти і науки України

Дніпропетровський монтажний технікум

( ДМТ )

вул. Столярова, 8, Дніпропетровськ, 49600

тел. ( 056 ) 744-28-59

Циклова комісія монтажних дисциплін Курс лекцій по теоретичним основам холодильної техніки

2010

Навчальний посібник розглянуто і рекомендовано для впровадження в навчальний процес підготовки молодших спеціалістів за спеціальністю 5.05060403 “Монтаж і обслуговування холодильно-компресорних машин та установок”.

Протокол №02 від 16.09.2009 р. засідання циклової комісії монтажних дисциплін.

Автори: Ганжа О.Г., Павловічев В.О, Чернецький А.М.

Під загальною редакцією Орлова В.В.

Зміст

Лекція 1 Вступ……………………………………………….…………...6

1.1 Значення курсу “Теоретичні основи холодильної техніки”……....6

1.2 Короткий історичний огляд………………….…………….…..……7

1.3 Призначення холодильних установок ……………….………....…12

1.4 Промислові технології із застосуванням холоду.…………...…....14

1.5 Класифікація холодильних установок…..…………….…….…….16

Лекція 2 Термодинаміка, як загальне вчення про енергетику..……...19

2.1 Фізичні процеси одержання холоду……………………….….…..19

2.2 Термодинаміка, як загальне вчення про енергетику..……............22

2.3 Енергія, теплота, робота……………………….……….……...…..24

2.4 Закон збереження енергії..………………….……...………………27

2.5 Параметри стану…………………………………………………....30

2.6 Рівняння стану………………………………………………..……..34

Лекція 3 Калоричні параметри стану……………………………….…35

3.1 Рівноважний термодинамічний стан і рівноважні процеси……...35

3.2 Зворотні і незворотні процеси………………………..……………36

3.3 Кругові процеси…………………………………………………….38

3.4 Калоричні параметри стану; внутрішня енергія, ентальпія

ентропія…………………………………………………………….……..39

3.5 Робота й теплота процесу……………………………………….……43

Лекція 4 Другий початок термодинаміки. Цикл Карно………………..47

4.1 Другий початок термодинаміки………………..………….……….47

4.2 Цикл Карно……………..……………………………...…………...49

Лекція 5 Способи одержання низьких температур…………….………56

5.1 Охолодження при фазових перетвореннях речовин...…..………..56

5.2 Охолодження шляхом розширення газів……………………….....59

5.3 Термоелектричний метод………………….…….………..………..60

5.4 Холодильні установки з вихровою трубкою……………………...62

Лекція 6 Термодинамічні діаграми..………………..…………………64

6.1 Ts і LgPi – діаграми...........................................................................64

6.2 Побудова теоретичного холодильного циклу................................67

Лекція 7 Ексергетичний метод аналізу ефективності холодильних

систем.......................................................................................................70

7.1 Властивості оборотних і необоротних циклів. Математичне

вираження другого закону термодинаміки...........................................70

7.2 Максимальна робота. Ексергія.........................................................73

7.3 Ексергетичний баланс парокомпресорної холодильної

установки..................................................................................................76

Лекція 8 Холодоагенти……………………………………..…………..79 8.1 Основні позначення, короткий історичний огляд, позначення й торговельні марки……………………………………………………....79

8.2 Критерії вибору і вимоги до холодоагентів…..…………………..83

8.3 Холодильні агенти і охорона навколишнього середовища……...87

8.4 Альтернативні однокомпонентні холодоагенти...……………….90

8.5 Альтернативні багатокомпонентні холодоагенти групи ГФВ…..94

8.6 Альтернативні багатокомпонентні холодоагенти групи ГФВ .…96

8.7 Який же холодоагент значніший?...............................….………....97

8.8 Особливості термодинаміки сумішей холодоагентів…………...104

Лекція 9 Холодоносії………………………………..…….…………..106

9.1 Призначення холодоносіїв та вимоги до них……………..……..106

9.2 Характеристика холодоносіїв………….………………………….107

Лекція 10 Мастила у холодильних установках……..………………..113

10.1 Вимоги до мастил……………..……………………………….....113

10.2 Типи мастил і їхні характеристики……………………………...114

10.3 Циркуляція мастила у холодильній установці..………………...117

Лекція 11 Розширювальні та нагнітальні машини холодильних установок……………………………………………………………….120

11.1 Призначення і класифікація розширювальних та нагнітальних машин.…………………………………………………………………..120

11.2 Термодинамічні основи процесів стиску та розширення……...123

11.3 Поршневі детандери……………………………………………...124

11.4 Процеси стиснення у компресорі..…………………………........126

11.5 Холодопродуктивність компресора…….………..……………..128

11.6 Потужність компресора та енергетичні втрати..………….……130

11.7 Область застосування компресорів............................................131

Лекція 12 Основи теорії компресійних холодильних машин.….......132

12.1 Ідеальна холодильна машина……………………..…….……....132

12.2 Дійсний холодильний цикл……………..……..……………......133

Лекція 13 Основи теорії газових холодильних машин..………........137

13.1 Повітряна холодильна машина……………….………………....137

13.2 Холодильна машина Стірлінга…………………….………....…139

Лекція 14 Цикли багатоступінчатих холодильних машин.………...147

14.1 Причини переходу до багатоступінчатого стиску….……….…147

14.2 Вибір проміжного тиску..…………….………………………….147

14.3 Двоступінчата холодильна машина зі змійовиковою проміжною посудиною та неповним проміжним охолодженням ……….………….148

14.4 Двоступінчата холодильна машина зі змійовиковою проміжною посудиною та повним проміжним охолодженням ……………….…….150

14.5 Двоступінчата холодильна машина з теплообмінниками .…...151

Лекція 15 Цикли каскадних холодильних машин.………..………...154

15.1 Найпростіша каскадна холодильна машина……..………….....154

15.4 Реальна каскадна холодильна машина ………………………...155

Лекція 16 Абсорбційні та паро ежекторні холодильні установки.....158

16.1 Принцип дії абсорбційної холодильної установки.....................158

16.2 Цикл пароежекторної холодильної установки............................161

16.3 Області застосування абсорбційних холодильних установок...163

Лекція 17 Теплові насоси......................................................................164

17.1 Компресія низькопотенційного природного тепла.....................164

17.2 Схема і принцип дії теплового насосу.......................................166

17.3 Розрахунок теплонасосної установки........................................167

17.4 Двоступінчасті теплонасосні установки....................................168

17.5 Геотермальні теплові насоси......................................................170