45. Бинарные циклы.

О тсутствие вещества, которое удовлетворяло бы одновременно всем основным требованиям, предъявляемым к рабочему веществу паросиловых установок, вызвало мысль о применении в одной установке двух рабочих тел. Такие сложные циклы с использованием двух рабочих тел получили название бинарных циклов. На практике осуществлены ртутно-водяные бинарные установки.

В ртутном котле I образуется сухой насыщенный пар РТ, который следует в ртутную турбину II, расширяется до без совершения работы следует в конденсатор-испаритель III, при конденсации отдает свою теплоту и с помощью насоса IV подается в котел I. Из конденсатора (3) конденсат водяного пара с подается насосом (4) в конденсатор-испаритель III, в результате конденсат превращается в сухой насыщенный пар. Надобность в паровом котле отпадает. Пар следует в перегреватель I , затем водяной перегретый пар с следует в паровую турбину II и в виде отработанного пара поступает в (3).

46. Роль конденсатора-испарителя в бинарных циклах.

Конденсатор-испаритель – поверхностный теплообменник, в котором ртутный пар отдает теплоту воде. За счет этого вода в конденсаторе нагревается до состояния кипения и испаряется, превращаясь в сухой насыщенный пар, который затем направляется в пароперегреватель I, с следует в паровую турбину, соединенную с потребителем энергии (5), отработанный пар следует в конденсатор 3.

КПД такого цикла: где - работа соответственно ртутного и водяного пара; - количество теплоты, подводимое в ртутный котел.

КПД такого цикла выше, чем у цикла Ренкина. Но из-за сложности применяется редко.

47. Схема двухконтурной атомной энергетической установки.

48.Цикл идеальной холодильной установки Карно.

Холод.установ.-это устройства,служащие для понижения темп.и её поддержания.

ХУ работают по обратонму термодинамичкскому циклу:это цикл,в котором работа сжатия превышает работу расширения и за счёт подведённой работы теплота передаётся от холодильного источника к горячему.

Р ассмотрим цикл Карно:

он состоит из 2 изотерм и 2 адиабат.рабочее тело наз.холодильным агентом(хладагент). При изотермическом расширении (2-3) хладагент получает от охлаждаемого объекта кол-во теплоты q₂=пл(5-2-3-6-5). При Т₂ хладагент подверагется адиабатному сжатию(3-4),в рез.чего его тепм. Повышается до Т₁,которую имеет Т окруж.среды.в процессе (4-1) хладагент отдаёт окр.среде теплоту q₁=пл(1-5-6-4-1),после чего адиабатно расширяется (1-2) с понижением до Т₂.работа цикла=пл(1-2-3-4-1)=q₁-q₂

Количество теплоты, отводимое в единицу времени одним из хладагентов от охлаждаемого объекта наз.удельной холодопроводностью q₂

ε-холодильный коэф.-q₂/l_ц=Т₂/(Т₁-Т₂)

идеальный цикл Карно положен в основу всех циклов холодильных установок.по виду применения хладагентов ХУ подразделяют:-газовые(воздушные),-паровые(хладагентами явл.пары различных низкокипящих в-в.

№50 Цикл паровой компрессорной холодильной установки

Наибольшее распространение для охлаждения тел до температуры —20° С получили холодильные установки, в которых холодильным агентом являются легкокипящие жидкости —- аммиак, фрерны, сернистый ангидрид и другие при невысоких давлениях (желательно близких атмосферному).

Схема холодильной компрессорной установки, работающей на парах аммиака (NH3), gредставлена на рис.. На этой схеме / — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — дроссельный вентиль; 4 — охлаждаемое помещение (испаритель).

В компрессоре сжимается аммиачный сухой насыщенный пар или влажный пар с большой степенью сухости по адиабате 1-2 до состояния перегретого пара в точке 2 (рис). Из компрессора пар нагнетается в конденсатор, где полностью превращается в жидкость (процесс 2-3-4). Из конденсатора жидкий аммиак проходит через дроссельный вентиль, в котором дросселируется, что сопровождается понижением температуры и давления. Затем жидкий аммиак с низкой температурой поступает в охладитель, где, получая теплоту (в процессе 5-1) испаряется и охлаждает рассол, который циркулирует в охлаждаемых камерах. Процесс дросселирования как необратимый процесс изображается на диаграмме условной кривой 4-5.

В паровой компрессорной установке не применяется расширительный цилиндр (детандер), а рабочее тело дросселируется в регулировочном вентиле. Замена расширительного цилиндра дросселем сопровождается возрастанием энтропии, что вызывает, некоторую потерю холодопроизводительности, но эта замена значительно упрощает установку и дает возможность легко регулировать давление пара и получать необратимую температуру в охладителе, так как в области двухфазных состояний эффект охлаждения при дросселировании будет таким же, как и при адиабатном процессе расширения. При наличии расширительного цилиндра процесс пошел бы по адиабате 4-9. Потеря холодопроизводительности от замены расширительного цилиндра дроссельным вентилем измеряется пл. 9-5-7-6-9, поэтому количество теплоты q₂, получаемое 1 кг аммиака от охлаждаемых тел, уменьшается и изображается пл. 7-5-1-8-7 (i₁— i₅ ) = (i₁ — i₄). Количество теплоты цъ отведенное охлаждающей водой в конденсаторе, изображается пл. 6-4-2-8-6. Работа, затраченная на совершение цикла, l’ = q₁ — q₂ = пл. 6-4-1-2-5-7-6 = пл, 1-0-4-1-2-1-0 = i₁— i₂. Равенство пл. 6-4-1-2-5-7-6 и 1-0-4-1-2-1-0 следует из условия, что в результате дросселирования аммиака энтальпия в точке 5 будет равна энтальпии в точке 4.

Холодильный коэффициент компрессорной аммиачной установки

ε = q₂/ l’= (пл. 75187)/(пл. 1041210),

где q₂=i₁— i₅ = i₁ — i₄. — количество теплоты, воспринимаемое аммиачным паром в охладителе; l’= i₂— i₁— работа, затраченная при адиабатном сжатии пара в компрессоре.

Отсюда холодильный коэффициент установки равен

ε = (i₁ — i₄)/( i₂— i₁).

Значения энтальпий в уравнении определяют по is-диаграмме или по таблицам для аммиака. Паровые холодильные установки имеют большое преимущество перед воздушными. Они компактны, дешевы и имеют более высокий холодильный коэффициент.