87750

Термодинамічні основи машинного охолодження. Перший і другий закони термодинаміки

Лекция

Физика

Зворотний цикл в якому відібране від охолоджуваного приміщення або тіла тепло передасться навколишньому середовищу повітрю воді. Робоча речовина здійснюй круговий процес відбирає тепло я кількості Qo від тіла А шляхом випаровування холодоагента при низької температурі потім сприймає ззовні роботу...

Украинкский

2015-04-22

30.03 KB

0 чел.

Тема 1.2 Термодинамічні основи парових компресійних холодильних машин

1.2.1 Термодинамічні основи машинного охолодження. Перший і другий закони термодинаміки.

Передача тепла від тіл з низькою температурою до тіл з більш високою температурою здійснюється в холодильних машинах з допомогою допоміжного робочого тіла при обов'язкової витраті механічної роботі або тепла. Сукупність процесів, які при цьому здійснює робоче тіло (холодоагент), називають зворотним круговим процесом або зворотним термодинамічним циклом. Циклами називають замкнуті процеси, які характеризується поверненням робочих тіл в початкове становище. Зворотний цикл, в якому відібране від охолоджуваного приміщення або тіла тепло передасться навколишньому середовищу (повітрю, воді). називають холодильним циклом.

Хай тепло А (рис. І) низької температури Т зображує охолоджуване приміщення, тіло В високої температури Тн - навколишнє середовище, тіло С - робочу речовину  (холодоагент). Робоча речовина, здійснюй круговий процес, відбирає тепло я кількості Qo від тіла А (шляхом випаровування холодоагента при низької температурі), потім сприймає ззовні роботу L, і передає тілу В тепло в кількості Q. На здійснення такої передачі тепла і необхідна витрата роботи L.

                               Тн

  

 В                 

                                                           Q

                            С                                                                 L

Тн>Т

                                                           Qo

                               Т

        А

Рис. 1. Принципова схема роботи холодильної машини.

В замкнутому процесі маса циркулюючої робочої речовини постійна , змінюється  лише іі агрегатний стан при випаровуванні і конденсації. Циркулюючи  холодоагент усякий раз повертаються в початковий стан. Отже відповідно з першим законом термодинаміки (законом зберігання енергії) можна записати Q = Q0 + L.

Таким чином внаслідок кругового процесу тіло В з більш високою температурою отримує більш, чим відводиться від охолоджуваного тіла А, на величину підведеної до холодоагенту роботи, т.т. холодильна машина віддає в навколишнє середовище тепла більше, чим відбирає у охолоджуваного тіла, тобто затрачена на приведення машини в дію робота перетворюється в тепло.

Кількість відведеного тепла Qo заміряне впродовж 1 години називається холодопродуктивністю, або  холодильною потужністю установки.

Ефективність роботи холодильної установки характеризується холодильним коефіцієнтом, під яким розуміється відношення холодопродуктивності установки, тобто тепла, віднятого від охолоджуваного тіла, до затраченої на цей процес роботи.

                                                          Q0

                                                 Е=---------

                                                          L

Теорія холодильних машин вивчає умови, при яких холодильний коефіцієнт може мати найбільші значення, тобто умови отримання як можна більшої кількості холоду на кожну затрачену одиницю роботи.

Якщо в схемі холодильної  машини поміняти місцями тепловіддаюче і теплосприймаюче тіла, тобто як охолоджуюче тіло використовувати   навколишнє середовище В, як нагріваємого приміщення А, то установка  буде  як   би  перекачувати  тепло з атмосфери в приміщення. В цьому випадку установка   буде працювати як тепловий насос.

Холодильні машини, в яких для придбання низьких температур використовують кипіння рідини та на здійснення холодильного циклу  затрачується механічна робота, називається парокомпресійною холодильною машиною.