- •Теплотехника
- •Введение
- •1. Техническая термодинамика.
- •1.1. Предмет и основные понятия
- •1.2. Параметры состояния
- •1.3. Уравнение состояния и термодинамический процесс
- •1.4 Первый закон термодинамики Теплота и работа
- •Внутренняя энергия
- •Первый закон термодинамики
- •1.5.Теплоемкость газа
- •1.6. Уравнение состояния идеального газа
- •Смесь идеальных газов
- •1.7. Второй закон термодинамики Основные положения второго закона термодинамики
- •1.8. Термодинамические процессы
- •Политропный процесс
- •1.9. Термодинамика потока Первый закон термодинамики для потока
- •Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля
- •Дросселирование
- •1.10. Сжатие газов Объемный компрессор
- •17.2. Лопаточный компрессор
- •3.10.Реальные газы. Водяной пар. Влажный воздух Свойства реальных газов
- •Уравнения состояния реального газа
- •Водяной пар
- •Характеристики влажного воздуха
- •1.12. Термодинамические циклы Циклы паротурбинных установок (пту)
- •Циклы двигателей внутреннего сгорания (двс)
- •Циклы газотурбинных установок (гту)
- •2.Основы теории теплообмена
- •2.1. Основные понятия и определения
- •2.2. Теплопроводность
- •2.3. Теплоотдача
- •2.4. Теплообмен при конденсации насыщенных паров
- •2.5. Теплообмен при кипении жидкостей
- •2.6. Лучистый и сложный теплообмен
- •2.5.Теплопередача Теплопередача через плоскую стенку
- •Теплопередача через цилиндрическую стенку
- •2.6. Теплообменные аппараты
- •Расчет теплообменных аппаратов
- •3.Теплоэнергетические установки
- •3.1. Энергетическое топливо. Состав топлива
- •Характеристика топлива
- •Моторные топлива для поршневых двс
- •3.2. Котельные установки Котельный агрегат и его элементы
- •3.3. Вспомогательное оборудование котельной установки
- •3.4. Тепловой баланс котельного агрегата
- •3.5. Топочные устройства
- •3.6. Сжигание топлива
- •Теплотехнические показатели работы топок
- •Физический процесс горения топлива
- •Определение теоретического и действительного расхода воздуха на горение топлива
- •Количество продуктов сгорания топлива
- •Вопросы экологии при использовании теплоты
- •18.1. Токсичные газы продуктов сгорания
- •18.2. Воздействия токсичных газов
- •18.3. Последствия парникового эффекта
- •4. Холодильные установки лекция № 1
- •Термодинамические основы рабочих тел
- •Лекция № 2
- •Способы получения низких температур
- •Плавление
- •Кипение
- •Охлаждение расширением газов
- •Охлаждение дросселированием
- •Охлаждение вихревым эффектом
- •Термоэлектрический эффект
- •Лекция № 3
- •Термодинамические основы холодильных машин
- •Обратный цикл Карно
- •Лекция № 4
- •Обратимые и необратимые процессы
- •Работа компрессора
- •Лекция № 5
- •2. Структура термодинамической диаграммы состояния. Тепловая диаграмма
- •Лекция № 6
- •Лекция № 7
- •1.Циклы и схемы одноступенчатых компрессионных холодильных машин.
- •Паровая холодильная компрессионная машина работающая по регетативному циклу
- •Лекция № 8
- •Хладагенты и хладаносители
- •Свойства хладагентов
- •Теплопроводность
- •Растворимость хладагента в воде
- •Характеристики хладагентов
- •Применение хладагентов
- •Хладоносители
- •Литература
вязкость
Теплопроводность
удельный вес
и другие определяющие величины: коэффициэнт тепло отдачи, при кипении и конденсации хладагентов, а также гидравлическое сопротивление при протекании по трубопроводу и аппарату хладагента.
Высокий коэффициент теплоотдачи позволяет сократить необратимые потери при теплообмене, а низкие величины гидравлического сопротивления уменьшают мощность, затрачиваемую на перемещение хладагента по трубам и аппаратам.
Физические свойства хладагентов
Это взаимодействие со смазочными маслами и водой, инертность к металлам, взрывоопасность и воспламеняемость.
По степени взаимной растворимости с минеральным маслом, фрионы условно можно разделить на 3 группы:
растворяются неограниченно
практически не растворяются
растворяется в определенном диапазоне температур
Большая растворимость хладагентов в смазочных маслах повышает температуру кипения, т.к. масло является высококипящей жидкостью.
Но растворимость хладагентов в минеральных маслах имеют и положительную сторону: нет необходимости в различных устройствах для отделения и вывода масла, не образуется пленка на теплообменниках, затрудняя теплоотдачу.
У хладагентов нерастворимых в минеральных маслах, масло легко отделяется от хладоносителя, но при этом поверхность аппаратов покрывается масленой пленкой, что снижает коэффициент теплоотдачи.
Растворимость хладагента в воде
Имеет ли, значение для нормальной работы хладамашины, растворимость хладагента в воде. Вода, попавшая в машину, может замерзнуть и образовать ледяные пробки, тем самым нарушать работу машины.
Хладагенты должны быть нейтральными к металлу, не вызывать коррозию при наличии влаги. Наконец рабочие вещество не должно быть взрывоопасным и воспламеняющимся, ни в какой смеси с воздухом и парами масла.
Хладагенты не должны быть ядовитыми, вызывать удушье, раздражение слизистых оболочек носа, глаз, дыхательных путей.
Допустимая концентрация аммиака в воздухе не более 0,002 г/м3. Углекислоты не более 2,5 %. Ссернистого ангидрида не более 0,02 %. Фрион 13 и фрион 113 - не вреден для человека. Фрион 11 и фрион 22 - относится по классу к углекислотам.
Характеристики хладагентов
Аммиак-NH3
Бесцветный газ, с удушливым характерным запахом. Производство его основано на методе соединения водорода с азотом, при высоком давлении с наличием катализатора. Аммиак имеет высокую объемную холодопроизводительность и удовлетворительно холодильные коэффициенты различных действительных циклов.
Давление в конденсаторе даже при высокой температуре охлаждения (35-38 о С) достигает 0т 1,6 до1,7 МПа, тогда как обычно 0,8-0,11 МПа.
В испарительной системе давление должно быть выше атмосферного это иключает подсос воздуха из вне в компрессор.
Аммиак применяется для получения низких температур (до -70 о С), в вакууме.
Теплота парообразования, теплообмен и коэффициент теплопроводности у аммиака выше, а вязкость жидкости ниже, чем у фрионов, поэтому он имеет высокий коэффициент теплоотдачи.
Фрион
Фрионы - это производные метана СH 4 и этана СH6 . Они практически безвредны и в большенстве случаев не взрывоопасны. Сейчас применяют Фрионы такие как 11,12,13,22,142.
Все фрионы не растворяют воду, поэтому все хладомашины просушивают перед заливкой фрионов.
Содержание воды в фрионе 12 - не должно превышать 0,0025 % по массе, для домашних холодильников 0,006 %. Фрион растворяет резину, поэтому все прокладки в холодильной машине из специальной стойкой резины.
При атмосферном давлении плотность паров фриона 12 в 4,4 раза превышает плотность сухого воздуха, что обуславливает гидравлическое сопротивление трубопровода, а также скорость движения, что сказывается на экономичности работы хладомашины.
Углекислота СО2
Бесцветный газ, без запаха. Получают при сжигании антрацита специальных марок, а также из отходов брожения и некоторых других химических производств
Процессы кипения, конденсации углекислоты проходят при высоких давлениях, что является существенным недостатком.
При t = -30 о С давление равно 1,35 МПа, а при конденсации с t = 25 о С, р=6-7 Мпа. Углекислота имеет низкую критическую температуру. Даже при охлаждения конденсатора холодной водой, рабочий процесс протекает вблизи критической точки, что вызывает увеличение затрат работы на получение холода.