Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
УМК по теплотехнике.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
04.12.2018
Размер:
3.9 Mб
Скачать

1.1.9. Циклы холодильных машин, теплового насоса (обратные термодинамические циклы)

Циклы холодильных установок. Холодильный коэффициент и холодопроизводительность. Цикл паровой и воздушной компрессорной холодильной установки. Характеристика холодильных агентов, при­меняемых в паровых холодильных установках.

Методические указания.

При изучении циклов различных холодильных установок следует обратить внимание на то, что как для тепловых двигателей, так и для холодильных машин эталоном является цикл Карно. Терми­ческий к.п.д. цикла Карно определяется формулой ht = 1- Тминмакс, где Тмин температура холодильника (она же – минимальная температура термодинамической системы); Тмакс – температура горячего источника (она же — максимальная температура системы). Термические к.п.д. любых циклов сравниваем с ht цикла Карно в этих же пределах температур. Для холодильных установок холодильником является внешняя атмосфера или водопроводная вода, у которой температура ниже температуры хладоагента, а источником теплоты — содержимое холодильной камеры, у которого температура выше температуры хладоагента. Поэтому эквивалентным циклом Карно для холо­дильной установки будет цикл, осуществляемый не между Тмин и Тмакс (в случае холодильных компрессорных установок Тмин — температура хладоагента после детандера, а Тмакс — температура хладоагента после компрессора), а между температурами холодильника (воздух, вода) и источника (охлаждаемые предметы в холодильной камере).

Кроме того, необходимо уяснить, почему в воздушных компрес­сорных установках не применяется процесс дросселирования, почему паровые компрессорные установки имеют холодильный коэффициент значительно больший, чем воздушные.

Вопросы для самопроверки. 1. Какой параметр характеризует эффективность холодильной установки? 2. Каковы основные недостатки воздушной компрессорной холодильной установки? 3. Изобразите в Ts- диаграмме цикл воздушной компрессорной холодильной установки и эквивалентный ей обратный цикл Карно. 4. Почему в паровых холодиль­ных установках целесообразно применять процесс дросселирования, а в воздушных — адиабатное расширение в турбине? 5. Какими свойствами должны обладать хладоагенты?

1.2. Теория теплообмена

1.2.1. Основные понятия и определения

Предмет и задачи теории теплообмена. Значение теплообмена в промышленных процессах. Основные понятия и определения. Виды переноса теплоты. Теплопроводность, конвекция и излучение. Сложный теплообмен.

1.2.2. Теплопроводность

1. Основные положения учения о теплопроводности. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности. Механизм передачи теплоты в металлах, диэлектриках, полупроводниках, жидкостях и газах. Дифференциальное уравнение теплопроводности для однородных изотропных тел; условия однозначности. Коэффициент температуропроводности.

2. Теплопроводность при стационарном режиме. Теплопроводность однослойной и многослойной плоской и цилиндрической стенки при граничных условиях I рода. Теплопроводность при стационарном режиме и граничных условиях III рода (теплопередача). Теплопередача через однослойную и много­слойную плоскую и цилиндрическую стенки; коэффициент теплопере­дачи. Пути интенсификации процесса теплопередачи. Критический диаметр тепловой изоляции. Выбор целесообразного материала тепловой изоляции.

Методические указания.

Рассматривая теплопроводность элементарных тел (пластинка, труба), студент должен уметь применить закон Фурье для каждого случая, т. е. вывести уравнения, определяющие закон распределения температур по толщине стенки и количество тепло­ты, передаваемой через стенку. При изучении процесса тепло­передачи через стенку уметь анализировать влияние отдельных термических сопротивлений на общее сопротивление, а также знать способы уменьшения термических сопротивлений.

Вопросы для самопроверки. 1. Как передается теплота в процессе теплопроводности? 2. Сформулируйте основной закон теплопроводности. 3. Каков закон распределения температуры по толщине плоской и цилиндрической стенок? 4. При каком условии расчет цилиндри­ческой стенки можно заменить расчетом плоской стенки? 5. Всегда ли с увеличением толщины изоляции цилиндрической трубы тепловой поток через нее уменьшается? По какому условию выбирается изоляция трубы?