3 Термодинамический цикл холодильной машины
Для построения процессов, происходящих в оборудовании холодильной машины и определения параметров хладагента в контрольных точках цикла, необходимых для расчета холодильного оборудования строится цикл холодильной машины в термодинамической диаграмме.
В работе цикл изобразить непосредственно на ксерокопии диаграммы соответствующего хладагента и приложить к работе.
Для построения цикла в термодинамических диаграммах необходимо знать:
применяемый холодильный агент,
давление (температуру) кипения – t0, 0С;
давление (температуру) конденсации – tк, 0С;
температуру поступающих в компрессор паров – tвс, 0С;
температуру хладагента перед регулирующим вентилем – tохл, 0С.
Контрольные точки, характеризующие начало и окончание любого процесса в холодильном цикле располагаются только на изобарах Р0 или Рк. положение точки на диаграмме может быть определено по двум любым известным параметрам холодильного агента в данном состоянии.
Пример построения цикла холодильной машины в термодинамических диаграммах показан на рисунке 2.
Из испарителя выходит сухой насыщенный пар. Точка, характеризующая это состояние, лежит на пересечении правой пограничной кривой х=1 с изотермой температуры кипения t0 (точка 1/).
в S –T диаграмме
в
i – lgP
диаграмме
Рисунок 2 – Циклы холодильной машины с теплообменником
После испарителя пар холодильного агента перегревается на величину, положение точки 1, характеризующее данное состояние, определяется на пересечении изобары P0 и изотермы tвс.
Процесс сжатия в цилиндре компрессора проходит по адиабате. Положение точки 2 (конец процесса сжатия) определяется на пересечении изоэнтропы S1 и изобары давления конденсации Pк.
Процесс охлаждения и конденсации холодильного агента происходят в областях перегретого и влажного пара при постоянном давлении (Pк= const).
На выходе из конденсатора холодильный агент принимает состояние насыщенной жидкости – состояние точки 3, расположенной на левой пограничной кривой х = 0.
В регулирующем вентиле происходит процесс резкого понижения давления от Pк до P0. Данный процесс называется дросселированием и проходит по линии постоянной энтальпии i3. После регулирующего вентиля холодильный агент находится в состоянии влажного пара – точка 4, расположенная на пересечении линии постоянной энтальпии i3 и изобары P0.
Таким образом, определяются положения всех контрольных точек цикла. Теплофизические параметры этих точек заносятся в таблицу 2.
Таблица 2 – Параметры характерных точек цикла
№ точек |
Давление P, МПа |
Температура t, 0С |
Энтальпия i, кДж/кг |
Удельный объем v, м3/кг
|
Термодинамическое состояние холодильного агента |
1/ |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2/ |
|
|
|
|
|
3/ |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|