16. Теоретические основы холодильных процессов. Эффект Джоуля-Томпсона.

Холл. проц---обеспечивают непрерывное искусств, охлаждение разл. в-в путем отвода от них теплоты. Естеств. охлаждение с помощью холодной воды или воздуха позволяет охладить в-во до т-ры охлаждающей среды и не требует подвода энергии. Охлаждение до более низких т-р происходит в искусств, холодных средах, на создание к-рых расходуется мех., тепловая или хим. энергия. Охлаждение до т-р выше 120 К принято наз. умеренным, ниже - глубоким или криогенным. Искусственные холодные среды. использ обратимые круговых термодинамич. циклов, к-рые в пром-сти обычно реализуются в холодильных установках. Холодная среда создается с помощью рабочих тел (хладагентов): (вода, NH3, пропан-пропиленовые смеси, хладо-ны, сжиженные газы - воздух, N2, Нг, Не и др.).В лаб. смеси из льда и NaCl. Эффект Джоуля-томсона (эффект дросселирования). Если газ сжимать до определённого давления, а выпускать через капилляр (а не свободно), то расширение газа, если оно адиабатическое, может вызвать понижение температуры этого газа. В идеальных газах этот эффект отсутствует. Чем сильнее отклонение реального газ от идеального, тем больше эффект Джоуля-томсона. Если происходит охлаждение, то эф. отрицательный, если нагревание, то эф. положительный. дельта Т= -1/Ср*(частная производная Н по Р)при пост.Т*дельта Р, где -1/Ср*(частная производная Н по Р)при пост Т - коэффициент Джоуля-Томсона. Холодильные устройства на основе цикла Карно. Цикл Карно обратим, теплота переходит от более холодного к более горячему. 1. адиабатическое сжатие(тело разогревается) 2. открывается адиабатическая облочка, происходит переток теплоты (рабочее тело более нагрето, чем окружающая среда)-изотерма-изотермическое охлаждение. 3. закрываем адиабат. оболочку, происходит адиабатическое расширение 4. открывается оболочка с другой стороны-происходит изотермическое расширение, поршень становитсяв исходное положение=>цикл замкнут. Отношение перенесённой теплоты к затраченной работе-холодильный Q/A=мю-коэффициент. мю<либо=Т2/(Т1-Т2).

17. Ocновные типы холодильных аппаратов.

Установки для получения умеренного холода (холодильные машины), подразделяются на воздушные и паровые, а последние - на компрессионные, абсорбционные, адсорбционные и пароэжекторные.1)Парокомпрессионные машины вырабатывают холод, используя кипение жидкостей при низких т-рах с послед, сжатием образовавшихся паров и их конденсацией. Требования к хладогенту:достаточно лёгкая сжижаемость газа, низкая темп. кипения, высокая критическая темп., большая теплота фазового перехода, негорючесть, малая коррозионная активность. 2) абсорбционных машинах пары хладагента поглощаются жидким абсорбентом, из к-рого они затем десорбируются и сжижаются. В качестве хладагента обычно применяют NH3, а в качестве абсорбента - воду. Сравнение: Теоретически при одинаковых т-рах кипения и конденсации хладагента для абсорбц. и паровых компрессионных машин холодильные коэф. равны, однако при низких т-рах Тх компрессионные машины более эффективны. Достоинство абсорбц. машин - возможность использования в них низкопотенциальных источников теплоты; недостатки - громоздкость и большой расход воды