Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсова / ªãàᮢ  / Davydyuk2013_2_formatA4.doc
Скачиваний:
141
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
2.48 Mб
Скачать

3. Помірне охолодження

У виробництві помірного холоду найширше використовуються компресійні парові холодильні машини. У цих машинах як холодильні агенти використовуються рідини з низькою температурою кипіння, здатні випаровуватись за температур нижче нуля, а потім, після попереднього стиснення, знову перетворюватись на рідину за звичайних температур (які досягаються, наприклад, за умов охолодження водою). При наступному пониженні тиску та випаровуванні рідкого хладагента його температура знижується до температури кипіння рідини за даного тиску. стиснення парів холодильного агента здійснюють у поршневих компресорах або турбокомпресорах.

В ідеальній компресійній холодильній машині (рис. 13.4), цикл роботи якої відповідає оберненому циклу Карно, компресор І засмоктує пари холодильного агента, стискує їх до заданого тиску, при якому вони можуть бути зріджені охолодженням водою, і нагнітає пари в конденсатор ІІ. На діаграмі TS процес адіабатичного стиснення парів зображено вертикальною лінією (адіабатою) 12. Стиснення супроводжується нагріванням парів від температури Т0 (точка 1) до температури Т (точка 2). Для того, щоб процес зрідження у конденсаторі ІІ відбувався за постійної температури Т, процес стиснення парів, як показано на рис. 13.4, здійснюють в області вологої пари, обмеженої кривою рівноваги пара–рідина. В ідеальній машині пара на виході з компресора знаходиться за тиску стиснення р у сухому насиченому стані.

Рис. 13.4. Компресійна холодильна машина:

а – схема установки; б – зображення процесу на діаграмі TS;

І – компресор; ІІ – конденсатор; ІІІ – дросельний вентиль;

IV – випаровувач

Конденсація парів у конденсаторі ІІ відбувається ізотермічно за температури Т (горизонтальна лінія 2–3). Рідкий холодильний агент з конденсатора надходить у розширювальний циліндр (на рис. 13.4 замість циліндра, що використовується в ідеальному циклі, показано дросельний вентиль ІІІ, який використовується у реальному циклі), у якому адіабатично розширюється, набуваючи температури Т0, що відповідає тиску випаровування (адіабата 3–4). Далі рідкий хладагент випаровується за постійної температури у випаровувачі ІV, відбираючи тепло від охолоджуваного середовища (напрям руху охолоджуваного середовища, що омиває поверхню теплообміну випаровувача, показано стрілками). Процес випаровування за температури Т0 зображено ізотермою 4–1. Пара за температури Т0 (точка 1) засмоктується компресором І, і цикл повторюється знову. Отже, весь процес складається з двох адіабат (відрізки 1–2 і 3–4) і двох ізотерм (відрізки 2–3 і 4–1).

У реальній холодильній машині розширювальний циліндр внаслідок складності конструкції замінюється на дросельний регулюючий вентиль (вентиль ІІІ на рис. 13.4), і, отже, процес оборотного розширення газу за постійної ентропії (лінія 3–4) замінюється на необоротний процес дроселювання. Однак ця заміна спричиняє зменшення холодопродуктивності, що відповідає площі 4–5–6–7.

Крім цього, цикл реальної машини відрізняється від циклу ідеальної двома особливостями, які дозволяють підвищити ефективність роботи компресійних холодильних машин:

1) стиснення холодильного агента відбувається не в області вологої, а в області перегрітої пари;

2) після конденсації пари холодильного агента рідкий хладагент зазвичай переохолоджують до температури нижчої за температуру конденсації.

Холодопродуктивність, що забезпечується холодильною машиною, визначається температурним режимом, за якого вона працює. Значення холодопродуктивності для різних холодильних агентів залежно від їх температур випаровування та переохолодження наводяться у спеціальній літературі.

Номінальну холодопродуктивність компресійних холодильних машин зазвичай відносять до певних температурних умов. Як такі «стандартні» умови прийняті: температура випаровування t0 = –15 °C, температура конденсації tк = +30 °С, температура переохолодження tп = +25 °С. За «стандартними» умовами холодильна машина працює з перегріванням засмоктуваної у компресор пари.

Схеми дійсних компресійних машин часто дещо ускладнюються порівняно з принциповою схемою, показаною на рис. 13.4. Так, перед дросельним вентилем у схему включають додатковий теплообмінник – переохолоджувач рідини. Між випаровувачем і компресором встановлюють бризковловлювач, з якого відділені від пари частки рідини повертаються до випаровувача, а осушені пари спрямовуються в компресор.

У деяких технологічних процесах необхідні температури нижчі за ті, для отримання яких можуть бути ефективно використані одноступінчасті компресійні холодильні машини. Для аміаку, наприклад, за тиску 1 ат температура кипіння t0 = –34 °С. Якщо необхідно мати нижчу температуру випаровування, одноступінчаста холодильна машина може виявитись або малоекономічною, або зовсім непридатною, оскільки збільшення різниці температур конденсації та випаровування приводить до зростання ступеня стисення та відповідно – до зниження об’ємного коефіцієнта корисної дії компресора. Крім того, збільшення ступеня стиснення парів хладагента підвищує їх температуру та може спричинити їх розкладання.

Тому для отримання відносно низьких температур використовують складніші двохступінчасті та трьохступінчасті холодильні машини. Так, шляхом двоступінчастого стиснення аміачних парів отримують температури до –50 °С, а шляхом триступінчастого – до –70 °С.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.