Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МНТ - Ответы к госэкзамену.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
448.51 Кб
Скачать

17. Процессы, протекающие в цилиндре с реальным хладагентом. Процесс выхлопа.

П роцесс 3–4 в цикле ПД является процессом выхлопа, иногда его называют процессом свободного выпуска газа. Этот процесс нестационарен и неравновесен. Уменьшение энтальпии определяется затратой работы на выталкивание газа. Рассмотрим схему процесса рис. 3.1. В цилиндре находится хладагент с энтальпией i3 температурой Т3 и давлением р3 выпускной клапан закрыт. После открытия выпускного клапана масса хладагента М' вытечет из цилиндра, а другая часть М" останется в цилиндре. При этом энтальпия , которая характеризует обе массы газа, уменьшится

.

Для процесса выхлопа идеального газа при отсутствии теплоподвода после подстановки уравнения идеального газа и зависимостей i=срТ в это уравнение получаем формулу, определяющую среднемассовую температуру:

.

Если процесс выхлопа протекает в двухфазной области, то температура Т4 определяется как температура насыщения при давлении р4. Масса хладагента, оставшаяся в цилиндре, в адиабатном процессе изменяет параметры по изоэнтропному закону, и можно определить плотность по энтропии s4=s3 и давлению р4, это даст возможность найти массу следовательно, масса хладагента, вышедшая в трубопровод, М'=М–М".

Величина теплоподвода в процессе 3–4

,

где α3–4 – коэффициент теплообмена между хладагентом и стенкой цилиндра; – площадь поверхности теплообмена; – время протекания процесса 3–4.

Предположим, что к хладагенту, оставшемуся в цилиндре, подведена часть теплоты , а другая часть теплоты подведена к хладагенту, вышедшему из цилиндра в процессе выхлопа: .

Таким образом, можно уточнить энтальпию и плотность хладагента, оставшегося в цилиндре в конце процесса расширения

; .

Уточнение параметров хладагента можно получить за счет организации итерационного процесса. Из уравнения баланса смешения определим энтальпию хладагента, вышедшего из цилиндра в процессе 3–4:

.

18. Процессы, протекающие в цилиндре с реальным хладагентом. Процесс выталкивания.

В процессе выталкивания 4–5 допускается постоянство давления, а это приводит (при отсутствии теплообмена) к равенству термодинамических параметров хладагента: ρ5=ρ4, i5= , T5=T4 и т.д.

Наличие теплоподвода к хладагенту от стенок цилиндра приводит к тому, что

; р5=р4; ρ5=f(p5, i5).

Выпуск хладагента производится в двух процессах: 3–4 и 4–5, поэтому из уравнения теплового баланса может быть найдена энтальпия хладагента, покинувшего цилиндр:

.

19. Процессы, протекающие в цилиндре с реальным хладагентом. Процесс обратного сжатия.

В процессе обратного сжатия 5–6 можно сделать допущение о постоянстве массы газа, т.е. не учитывать влияния утечек, теплообмен же учитывать следует. В идеальном детандере этот процесс следует рассматривать как изоэнтропный, в реальном детандере это политропный процесс. Плотность хладагента в этом процессе изменяется

.

В изоэнтропном процессе сжатия термодинамические параметры хладагента определяются из условия s6=s5 и, следовательно, ; ; и т. д.

Рассматривая процесс сжатия политропным, введем политропный КПД этого процесса:

.

При допущении о линейном характере изменения температуры получаем

.

где α5–6 – коэффициент теплообмена хладагента со стенками в процессе 5–6; – средняя площадь поверхности теплообмена в этом процессе; – время протекания процесса обратного сжатия.