Вопросы для самоконтроля
Естественное охлаждение.
Искусственное охлаждение.
Способы получение низких температур.
Адиабатическое дросселирование.
Эффект Ранка.
Термоэлектрический эффект.
Подразделение холодильных машин.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная
Расщепкин А.Н., Ермолаев В.А., Кемеровский Теплообменные аппараты низкотемпературной техники. [Электронный ресурс] 2012 URL: http://www.iprbookshop.ru/14393.html (Дата обращения: 23.09.2013).
Буянов О.Н.,Воробьёва Н.Н.,Усов А.В. Холодильное технологическое обору-
дование [Электронный ресурс] 2009 URL: http://www.iprbookshop.ru/14401.html
(Дата обращения: 23.09.2013).
Дополнительная
Большаков С.А. Холодильная техника и технология продуктов питания. – М.: Изда-тельский центр «Академия», 2003. – 304 с.
Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. Холодильные установки. – СПб.: Политехника, 2002. – 576 с.
Куцакова В.Е. и др. Примеры и задачи по холодильной технологии пищевых про-
дуктов. – М.: Колосс, 2003. – 240 с.
9
Лекция 2 термодинамические основы работы холодильных машин
2.1. Термодинамический цикл холодильных машин
Для непрерывного охлаждения машинными способами помимо охлаждаемого тела и приемника теплоты требуется третье тело, переносящее теплоту от первого ко второму. Это третье тело называется рабочим телом или холодильным агентом.
Холодильный агент, претерпевая ряд изменений, должен возвращаться в первоначаль-ное состояние, непрерывно участвуя в круговом процессе, или цикле. Подобный цикл называется термодинамическим.
отличие от прямого цикла (цикл тепловой машины), когда работа производится при переходе теплоты от более нагретого тела к менее нагретому, круговой процесс, в ко-тором для передачи теплоты от менее нагретого тела к более нагретому необходимо подводить энергию (или теплоту), называется обратным циклом. Различают три вида обратного цикла (рис. 1):
холодильный 1—2—3—4, в котором теплота переносится от охлаждаемого тела с тем-пературой Тн к окружающей среде с температурой Тос; теплового насоса 5— 6— 7— 8, в котором теплота переносится от окружающей среды к телу с более высокой температурой Тв; комбинированный 9— 10— 11— 12, состоящий из двух первых.
Если при осуществлении процессов, образующих обратный цикл, у взаимодействую-щих тел не наблюдаются остаточные изменения, т.е. эти процессы обратимы, то и об-ратный цикл обратим. На осуществление обратимого цикла требуется минимум работы или теплоты, поэтому он является эталоном. Обратимый холодильный цикл 1—2—3—4, приведенный на рис. 1, показан на S— Т – диаграмме, где S — энтропия; Т — абсолют-ная температура.
Энтропия S — это отношение ничтожно малого количества теплоты ∆q, сообщенной телу (или отнятой у него) в процессе изменения его агрегатного состояния, к абсолют-ной температуре Т, при которой происходит это приращение теплоты, т.е.:
-
S = ∆q / Т (Дж/К).
(1.1)
Энтропию в тепловых процессах можно рассматривать как термический заряд, который не меняется в идеализированных обратимых циклах.
10
Рис. 2.1. Обратные циклы Карно
Как видно из рис. 1, цикл должен состоять из двух изотермических и двух адиабатиче-ских процессов. Такой цикл называется циклом Карно. При этом холодильный агент должен получать теплоту от охлаждаемого тела и передавать ее окружающей среде при постоянных температурах. Температуры холодильного агента и окружающей среды должны отличаться друг от друга на бесконечно малую величину, так как разность температур необходима для осуществления теплообмена.
Точно так же обмен работой между холодильным агентом и окружающей средой дол-жен происходить при бесконечно малой разности давлений.