20. Свойства бинарных растворов. Диаграммы состояния бинарных растворов

Основным параметром, характеризующим состояние раствора, является его состав. Состав раствора может выражаться массовой или мольной долей компонентов. Массовая доля компонентов в бинарном растворе определяется:

ƺ=m₁/m₁+m₂

Следующей важнейший для организации работы АХМ характерисикой раствора является давление насыщенных паров компонентов. Полное давление насыщенного представляется собой сумму парциальных давлений компонентов.

21. Параметры холодильного цикла абсорбциооной холодильной машины.

В абсорбционных холодильных машинах (АХМ), кот.находят практическое применение в холодоиспользующих технологиях, применяется исключительно совмещенный цикл. Возможность применения в циклах разнообразных бинарных растворов, поиск новых технических решений в области АХМ приводят к большому разнообразию холодильных циклов. Они имеют общие технические компоненты и технологические процессы с простейшей АХМ, и отличия, кот.определяются индивидуальными особенностями конкретного бинарного раствора. Изучение особенностей АХМ лучше всего осуществить с помощью идеализированных теоретических циклов. Они проще реальных циклов, и по этой причине с их помощью можно быстрее и эффективнее изучить работу АХМ.

Отличие теоретических циклов от реальных определяется сутью принятых допущений, кот.полностью или частично применяются при анализе конкретной АХМ. Основные допущения, принятые для теоретических циклов, следующие:

• абсорбент явл. нелетучим веществом;

• в кипятильнике происходит полное выпаривание хладоагента (ХА) из раствора;

• в абсорбере происходит полное поглощение паров ХА абсорбентом;

• гидравлическое сопротивление по тракту движения поглотителя и ХА равно нулю;

• давления в котле и в конденсаторе, а также в испарителе и абсорбере равны;

• теплопередача в теплообменных аппаратах осуществляется при разности температур, близкой нулю, т.е. теплообменные аппараты (кипятильник, абсорбер, конденсатор, испаритель и др.) имеют бесконечно большую площадь теплообмена; в теплообменных аппаратах осуществляется полная рекуперация теплоты;

• элементы АХМ имеют идеальную теплоизоляцию и теплообмен с окр. средой отсутствует.

При равенстве давлений соответственно в котле и в конденсаторе, в абсорбере и испарителе и при отсутствии теплообмена с окр. средой на определенных выше участках технологического тракта АХМ будет соблюдаться и равенство температур.

Эффективность прямого термодинамического цикла оценивается тепловым КПД, кот.равен:

(1)

Где Т_км – температура в котле, К;

где Т_км – температура в котле, К;

Т_а – температура в абсорбере, К.

Эффективность обратного (холодильного) термодинамического цикла АХМ оценивается холодильным коэффициентом:

(2)

где Т_и – температура в испарителе, К;

Т_к – температура в конденсаторе, К.

Ввиду определенных выше условий Т_и=Т_а и Т_к=Т_км и в соответствии с (1) и (2) возникает вывод: совмещение прямого и обратного термодинамического циклов при увеличении теплового КПД приводит к снижению холодильного коэффициента, и наоборот. Упрощение АХМ путем применения совмещенного цикла приводит, т.о., к снижению ее энергетической эффективности. В раздельных циклах можно было бы реализовать условия: Т_км - Т_а→max и Т_к – Т_и →min; в совмещенном цикле это условие не реализуемо. В этой связи необходимо еще раз отметить, что АХМ могут эффективно применяться при наличии дешевой (бросовой) теплоты, имеющей достаточный температурный потенциал.

В реальных циклах АХМ, в отличие от теоретического цикла, присутствует неполнота выпаривания ХА в котле и неполнота насыщения раствора в абсорбере, а пары, поступающие из котла в конденсатор, явл. смесью паров ХА и абсорбента. Последнее ощутимо проявляется при разности температур кипения абсорбента и ХА менее 300К.

Энергетическую эффективность системы тепловой двигатель и холодильная машина оценивают тепловым коэффициентом, равным отношению холодопроизводительности испарителя (Q_и) к расходу теплоты греющего источника, необходимой для выпаривания раствора в кипятильнике (Q_h), т.е.:

Рассмотрим совмещенный цикл простейшей АХМ:

Схема и совмещенный цикл простейшей АХМ.