5. ЦиклЭриксона

ЦиклЭриксонаисхемареализующейегохолодильноймашиныпред-ставленынарис.3.12.

а) _2к

Т_г

2 1к

₁ б)

lрм ₃

lкм2

_р2 РМ_Т

р₁

^q_x q_г

_Тх ХИ _ГИ

₃ 4 _S

^{а гб в}

Рис.3.12. Цикл Эриксонаисхемареализующейегохолодильноймашины.

Здесь–1-2–изотермическоесжатиегазавкомпрессорноймашинеКМ_T

сотводомтеплагорячемуисточникуГИ;

2-3–изобарноеохлаждениегазаврегенеративном(рекуперативном)теплообменникеРТО;

3-4–изотермическоерасширениегазаврасширительноймашинеРМ_ТсподводомтеплаотхолодногоисточникаХИ;

4-1–изобарныйнагревгаза вРТО.

ЦиклЭриксоначастоназываютрегенеративнымцикломКарно.Дей-ствительно,здесьмывидим,чтоесливсхему,покоторойреализуетсяциклКарно,вобластигазаввестирегенерациютепламеждупрямымтеплымиоб-ратнымхолоднымпотоками,томожнообойтисьбезизоэнтропногокомпрес-сораиизоэнтропнойрасширительноймашины.Этопозволяетснизитьдиапа-зонизмененийдавлениярабочеготелавцикле.

Удельнаяхолодопроизводительность цикла определяетсяпроцессом3-4

q_x=T_x·(S_б–S_a)~пла-3-4-б.

Посколькувэтомпроцессепроисходитизотермическоерасширениега-

за,тотехническаяработарасширительноймашиныРМ_Тиудельнаяхолодопро-изводительностьбудутопределятьсятакже

q lрм

_x Т

RT_хln

4

3

RT_х

ln^р3.

р₄

Удельнаятеплотаq_г,передаваемаягорячемуисточнику,впроцессе1-2

q_г=Т_г·(S_в–S_г) ~плв-1-2-г.

УдельнаятехническаяработаизотермическогокомпрессораКМ_Тбудетопределяться

lкм_Т

RT_гln ¹

2

RT_г

ln^р2.

р₁

ЗдесьТ_х,Т_{г–температуры}холодногоигорячегоисточников.

ИзтепловогобалансаРТОколичествотепла,передаваемоепрямымпо-током,впроцессе2-3равноколичествутепла,воспринимаемоеобратнымпо-током,впроцессе4-1.Отсюдавытекаетравенствоплощадокподлиниямипроцессов–пл.а-3-2-г=плб-4-1-в.ЕслипостроитьциклКарно(нарис.3.12.цикл41к2к3),равныйсцикломЭриксонапохолодопроизводительности,тоизприведенногоравенстваплощадоквытекаетравенствопл.3-2-2к=пл.4-1-1к.Следовательно,теплота,передаваемаягорячемуисточникуq_г,вциклеЭриксо-наравнааналогичнойтеплотециклаКарно.

Работа,совершаемаярабочимтелом,вциклеЭриксонаможетбытьопределена

l=q_г–q_x~пл.1-2-3-4 (53)

или

11. lкм_T

lрм_Т

R(T_г

ln^р2

р₁

T_хln

^р3).

р₄

Следовательно,работавциклеЭриксонаравнаповеличинеработевциклеКарно.Отсюдавытекаетиравенствохолодильныхкоэффициентовцик-лов

q

l

ε_э ε_к ^x

q_x

qг-qx

Τ_{x .}

Τ_г Τ_х

(54)

ВожижительныхциклахнижняятемпературнаяграницацикловлежитнижеТ_криприпостроениициклаЭриксонавтакихграницах(рис.3.13)процесстеплообменасхолоднымисточникомпроходит,главнымобразом,вобластивлажногопара.

Данныйпроцессраспадетсяна двечасти:

1. изотермическоерасширениепереохлажденнойжидкостисдавлениемр_2досостояниянасыщеннойжидкостисдавлениемр_1–процесс3-4;

2. кипениежидкостивтеплообменникехолодногоисточникаТХИ–4-5.

Приэтомпринимаявовнимание,чтовобластижидкостиизобарыпро-ходятвблизилиниинасыщения,точки3и4надиаграммепрактическисовпа-дают.Тоестьq_x’<<q_xипрактическивсетепловаяэнергияотхолодногоисточ-никаq_{xпередается}вТХИ.

ВциклеЭриксонасожижениемработа,совершаемаявцикле,ихоло-дильныйкоэффициенттакжеопределяютсяпофор

а)^Т

^Тг^=То.с. 2

р₂

¹ б)

3

РТО

₂ lкм

q_г

кр.т ^р1

Т_х

3(4) ⁵

РМ_Т

q_x’

S

4

q

ХИ

x

ТХИ

₁ КМ_T

5

ГИ

^а г_б ^в

Рис.3.13. Цикл Эриксонасожижениемисхемареализующейегохолодильноймашины.

мулам(53)и(54).