Лекція 1 вступ

1.1 Значення курсу “теоретичні основи холодильної техніки”

Тисячоліттями людство задовольняло потреби в холоді за рахунок природного охолодження, використовуючи для цього лід і сніг. Лід був головним джерелом холоду багато років. Та тільки у 80-х роках 19 століття сформувалися основи сучасних методів одержання штучного (машинного виробництва) холоду. Далі холодильна справа розвивалася стрімко. Менш як за сто років створено безліч різновидів холодильних установок, для опису яких не вистачить цілого тому. Тільки основних фізичних явищ, що використовуються у техніці для здійснення штучного охолодження, існує більше десяти. Найпоширенішими з охолодних ефектів є: фазові перетворення; розширення стисненого газу з одер- жанням зовнішньої роботи; дроселювання; вихровий ефект (труба Ранка); термоелектричне охолодження (ефект Пельтьє) і т.і.

Холодильні установки визначають розвиток практично всих провід- них галузей народного господарства, особливо тих, які пов’язані зі збе- реженням, переробкою й транспортуванням харчових і біологічних продуктів. Важлива роль належить штучному холоду в технічному оснащенні торгівлі й громадського харчування: він використовується для охолодження відкритих вітрин у продовольчих магазинах, для конди- ціювання повітря житлових та виробничих приміщень, для створення комфортних умов життєдіяльності людини в побуті й на виробництві. Навіть розвиток спорту зажадав застосування холоду для створення штучних ковзанок.

З вище зазначеного можна зробити висновок, що після успішного навчання випускник зможе працювати в будь-якій галузі народного господарства.

Курс “Теоретичні основи холодильної техніки” є базовою (норма- тивною) дисципліною в програмі підготовки молодших спеціалістів за спеціальністю “Монтаж і обслуговування холодильно-компресорних машин і установок”.

Дисципліна “Теоретичні основи холодильної техніки” знайомить студентів з фізичними основами здобуття низьких температур, термоди- намічними основами холодильних машин та їх робочими речовинами (холодоносіями), циклами та схемами парових одноступінчатих та двоступінчатих холодильних машин, схемами та циклами каскадних і тепловикористовуючих машин.

Основне призначення процесів охолодження – відведення тепла на відносно низькому температурному рівні та підведення його до теплоприймача на більш високому температурному рівні. У всих таких системах, на відміну від теплосилових, здійснюються не прямі, а зворотні цикли. Вони не виробляють енергію, а споживають її для отримання відповідного технологічного, або іншого, корисного ефекту.

В основі застосування холоду для різних виробничих цілей лежить той факт, що багато фізичних, хімічних, біологічних та інших процесів, які відбуваються при низьких температурах, суттєво відрізняються від того, як вони проходять за звичайних умов. Як загальне правило, всі ці процеси при низьких температурах, значно сповільнюються, а деякі з них (наприклад, життєдіяльність окремих видів бактерій ) припиняють- ся. Існують, однак, процеси, які при низьких температурах протікають інтенсивніше, ніж при високих (наприклад, перетворення аустеніту в мартенсит при загартовуванні високолегованих інструментальних сталей). Зниження температури, при якій відбувається реакція, дозволяє одержувати полімери з більш високою молекулярною вагою, тобто більш міцні й пружні. При низьких температурах змінюються властивості багатьох матеріалів. Так, деякі сорти сталей при температурах нижче - 30 ÷ - 40 ⁰С стають менш пластичними й більш крихкими, а в міді й алюмінію, навпаки, при тих же температурах підвищується пластичність, вони стають більш в’язкими.

Інтенсивний розвиток холодильної техніки, на сучасному етапі науково-технічного прогресу, викликає необхідність постійного удосконалення конструкції елементів низькотемпературних систем та методів розрахунку процесів, які протікають в них.

У результаті вивчення цієї дисципліни студент повинен знати: принципи роботи холодильних машин, термодинамічні основи перетво- рювання енергії, цикли та схеми каскадних і тепловикористовуючих холодильних машин, теоретичні процеси стиснення газу у компресорах. Вміти: будувати теплові процеси та цикли у теплових діаграмах, визначати параметри робочих точок циклу, обирати холодоносії та визначати їх концентрацію, будувати цикли одно – та двоступінчатого стиснення у теплових діаграмах.

Поняття “техніка” пов'язане із творчим характером праці. Воно походить від слова “техне”, яким у Давній Греції характеризували ремісників, що особливо прославилися своєю працею, чого ми бажаємо й тобі. А саме слово інженер – французького походження – передбачає людину, яка здатна творчо, на високому науковому й технічному рівні вирішувати завдання та проблеми, які ставлять перед людиною холодильні технології, застосування яких з кожним роком поши- рюється.