24 Принцип термотрансформації.

Основна задача холодильної техніки вирішується за допомогою термотрансформатора. Він працює на перепаді між температурою холодильної камери Т_х і температурою навколишнього середовища Т_нс>Тх. Такий термотрансформатор називається холодильною машиною (установкою). Робоче тіло холодильної машини (холодоагент) використається у зворотному («лівонаправленому») круговому процесі (циклі). За рахунок підведення енергії N з холодильної камери відводиться тепловий потік і передається в навколишнє середовище в кількості, Вт

Холодопродуктивність дорівнює тепловому потоку, що проникає в холодильну камеру з навколишнього середовища.

До ідеальної холодильної установки підводиться потужність

яка є ексергєю.

До реальної холодильної установки підводится потужність N>N₀ і тому ексергетичний к. к. д. (ступінь ефективності)

Як коефіцієнт перетворення енергії зазвичай використовують холодильний коефіцієнт.

Холодильний коефіцієнт оборотного циклу установки

Ступінь ефективності холодильної установки

Темотрансформатор працює за циклом теплового насоса, якщо теплота з навколишнього середовища (або низькотемпературного джерела з температурою Т>Т_нс) передається системі з більше високою температурою Т_н (об’єкт, що нагрівається).

25 Парокомпресорна холодильна установка.

Для підтримання в камерах температур t_x>100⁰C застосовують в основному парокомпресорні машини, схема яких показана на рис. 11, а цикл – на рис. 12. Як холодоагенти застосовують речовини, нормальна температура кипіння яких нижче 0⁰C.

Компресор забирає сухий насичений або перегрітий пар з випарника при тискові Р_и, адіабатно стискає його до тиску Р_к і подає його в конденсатор. Температура конденсації t₃(Р_к)>t_нс. Конденсат на лінії насиченої рідини (або переохолоджений) дроселюється до тиску Р_в. Волога пара кипить у випарнику при температурі t₄(Р_в)<t_х, відбираючи тепловий потік Q_х з холодильної камери.

Питома холодопродуктивність циклу, Дж/кг

В	ТВ (РВ)
Рис.1 – Схема парокомпресорної холодильної машини: К - компресор; КД - конденсатор; D - дросель; В- випарник.	Рис. 2 – Круговий процес холодильного агента парокомпресорної машини.

Теплота, передана в навколишнє середовище в конденсаторі, Дж/кг

,

де питома робота компресора

.

Холодильний коефіцієнт циклу

.

26 Вихідні положення теорії тепломасообміну

Обмін внутрішньою енергією між тілами (або частинами одного тіла), що мають різну температуру, називається теплообміном.

Теплообмін – це мимовільний, необоротний процес передачі тепла (точніше, передачі енергії у формі тепла) у просторі, обумовлений наявністю різниці температур . Відповідно до другого закону термодинаміки теплота мимовільно переходить від області високої температури до області, що має більш низьку температуру.

Розрізняють три способи теплообміну: теплопровідність (або кондукція), перенос тепла конвекцією (конвекція) і теплове випромінювання (радіаційний теплообмін). У реальних умовах ці способи в чистому виді зустрічаються рідко, вони звичайно супроводжуються один одним (складний або комбінований теплообмін).

Теплопровідність – це молекулярний (мікроскопічний) перенос тепла в неоднорідному температурному полі тіла. У газах теплопровідність здійснюється шляхом дифузії молекул, а рідинах і твердих тілах - діелектриках - шляхом пружних хвиль. У металах теплопровідність обумовлена рухом вільних електронів. У чистому виді теплопровідність проявляється у твердих тілах або нерухомих шарах газу або рідини.

Конвекція можлива тільки в рухливому середовищі. Перенос тепла конвекцією - це макроскопічне переміщення об'ємів рідини або газу в просторі з різними температурами.

Конвекція завжди супроводжується теплопровідністю на рівні «контакту» мікрочастинок середовища. Такий подвійний механізм переносу тепла в рухливому суцільному середовищі за рахунок конвекції й теплопровідності називають конвективним теплообміном. Для практики найбільш важливий окремий випадок конвективного теплообміну - тепловіддача: обмін теплом між потоком рідини або газу й поверхнею твердого тіла.

Теплове випромінювання – процес поширення теплоти електромагнітними хвилями. Процес перетворення внутрішньої енергії тіла в енергію випромінювання, перенос випромінювання (як правило, через газоподібне середовище) і її поглинання іншим тілом називається тепловим випромінюванням (тепловою радіацією).

Типовим для практики є теплообмін між двома середовищами (теплоносіями) через поділяючу їхню тверду стінку, що називають теплопередачею.

Багато процесів теплообміну супроводжуються переносом речовини (маси), наприклад, процеси фазових або хімічних перетворень, процеси змішування та інші. Процеси переносу тепла й речовини в просторі, що протікають спільно, називають тепломассообміном.