4.6.Цикл воздушной холодильной установки.

Изобразим схему воздушной холодильной установки

Охлаждаемое помещение -1 или холодильная камера, в которой по трубам циркулирует охлажденный воздух; компрессор -2; всасывающий этот воздух и сжимающий его; охладитель -3; в котором охлаждается сжатый в компрессоре воздух; расширительный цилиндр -4; в котором воздух расширяется, совершая при этом работу, и понижали свою температуру. Из расширительного цилиндра воздух направляют в холодильную камеру -1, где он, отнимая тело от охлаждаемых тел, нагревается и вновь поступает в компрессор -2. В дальнейшем этот цикл повторяется.

Приведен теоретический цикл воздушной холодильной установки в P-Ʋ координатах. Точка -1 - характеризует состояние воздуха поступающего в компрессор; линяя 1-2 - процесс адиабатного сжатия в компрессоре; точка -2 - состояние воздуха, поступающего в охладитель; точка -3 – состояние воздуха, поступающего в расширительный цилиндр; линия 3-4 – адиабатный процесс расширения; точка -4 – состояние воздуха, поступающего в холодильную камеру (охлаждаемое помещение), линия 4-1 – процесс нагревания воздуха в этой камере. Площадь 1-2-6-5-1 – работа, затраченная компрессором, на сжатие. Площадь 3-6-5-4-3 работа, полученная в расширительном цилиндре – 4. Следовательно, затрачиваемая работа, в теоретическом цикле воздушной холодильной установки измеряется площадью 1-2-3-4, а количество тепла, воспринятого от охлажденных тел, равно количеству тепла, полученного воздухом в процессе 4-1.

Вопросы для самоконтроля

1) Как формулируется второй закон термодинамики? Его математическая запись.

2) Диаграмма водяного пара в P-Ʋ координатах.

3) Цикл назначение установки.

4) Какого назначение холодильных машин. Цикл воздушной холодильной установки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1) Шатров М.Т. Теплотехника /М.Т. Шатров, И.Е.Иванов, С.А. Пришвин. – М.: Академия, 2011. – 288с.

Дополнительная

1) Кирюшатов А.И. Теплотехника. Курс лекций./А.И. Кирушатов.– Саратов, СГАУ, 2001. – 196с.

2) Захаров А.А. Применение тепла в сельском хозяйстве. / А.А. Захаров. – М.: Колос, 1980. – 173с

Лекция 5

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

5.1.Способы распространения теплоты в пространстве.

Самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве с неоднородным распределением температуры называется теплообменом. Теплообмен может осуществляться тремя различными способами: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением (радиацией).

Теплопроводность – это процесс распространения теплоты за счет непосредственного соприкосновения тел или части тела друг с другом. Она обусловлена движением молекул и возможна в твердых, жидких и газообразных средах.

Конвекция – это процесс переноса теплоты, движущийся жидкостью движения среды, тем интенсивнее конвекция.

Тепловое излучение (радиация) – это распространение теплоты в пространстве по средствам электромагнитных волн.

Основной закон теплопроводности – закон Фурье устанавливает взаимосвязь между тепловым истоком, вызванным теплопроводностью, и температурными неоднородностями в среде.

Под градиентом температуры понимают вектор, в направлении нормам к изотермической поверхности в сторону увеличения температуры и численно равный частной производной от температуры по этому направлению.

grad t = dt/dn 1ñ, где:

1ñ единичный вектор, направленный по нормам ñ в сторону возрастания температуры.

Плотность теплового потока прямо пропорциональна градиенту температур

ğ = -λ grad t = -λ dt/dn

Знак – в этом уравнении отражает направленность векторов grad t и g.

Вектор grad t по определению направлен в сторону возрастания температуры, вектор ğ – в сторону ее убыванию.

Анализирую последнее выражение, можно установить физический смысл коэффициента теплопроводности λ. Теплопроводность – это количество теплоты, проходящее в единицу времени через единицу поверхности при градиенте температуры, равном единице.

Теплопроводность является физическим параметром вещества, характеризующим способность проводить теплоту. Она является функцией природы вещества, температуры и давления.

Для газов λ = 0,006 – 0,6 Вт (м*к), он почти не зависит от давления и увеличивается к повышением температуры.

Теплопроводность жидкостей λ = 0,07 – 0,7 Вт(м*к). с увеличением температуры она, как правило, уменьшается (кроме воды и глицерина), а с повышением давлением увеличивается.