Теоретические основы теплотехники - 75 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Процессы в холодильнике и рефрижераторе (так называют теплообменник, забирающий тепло из
охлаждаемого помещения) идут практически при p = const, процессы в компрессоре и детандере – по-
литропные, с показателями n
1
и n
2
, лежащими в пределах 1 … k.
На рис. 1.83 показана p–v диаграмма цикла, наглядно демонстрирующая последовательность совер-
шаемых там термодинамических процессов. Здесь 1–2 – сжатие воздуха в компрессоре (применяются как
турбокомпрессоры, так и поршневые машины), 2–3 – отвод тела в холодильнике, 3–4 – расширение в
детандере (они тоже могут быть как поршневыми, так и турбодетандерами, совершаемая здесь работа рас-
ширения частично компенсирует работу на привод компрессора) и, наконец, процесс 4–1 – это подвод
тепла в рефрижераторе, нахолаживание охлаждаемого помещения.
Основными характеристиками воздушной холодильной машин наряду с параметрами первой точки
р
1
и Т
1
, показателями политроп n
1
и n
2
являются еще и степень повышения давления в компрессоре
β = р
2
/ р
1
и степень расширения газа в детандере ρ = v
4
/ v
3
, а также температура газа на выходе из холо-
дильника Т
3
. Расчет параметров характерных точек цикла не представляет тогда затруднений
1
1
1
p
RT
v =
, p
2
= β p
1
,
1
)/( nn
TT
1
12
1
−
β= ,
2
2
2
p
RT
v =
, p
3
= p
2
,
3
3
3
p
RT
v =
,
p
4
= p
1
, v
4
= ρv
3
,
R
vp
T
44
4
= ,
при этом значение показателя политропы n
2
рассчитывается по формуле
ρ
β
=
ln
ln
2
n
.
По известным формулам для политропных и изобарных процес-
сов рассчитываются теплота и работа за каждый процесс, и далее ве-
личина холодильного коэффициента
)()(
14433221
1443
12
1
21
1
ц
1
−−−−
−−
+−+
+
=
−
=
−
==ε
qqqq
qq
qq
q
qq
q
l
q
.
Для идеализированного цикла q
1-2
и q
3-4
равны нулю, и, считая
воздух идеальным газом с постоянной теплоемкостью, находим
1
1
1
1
1
11
141
232
41
32
1
2
1221
1
−
−
−
=
−
−
−
=
−
=
−
=
−
=ε
)/(1
)/(1
)(
)(
TTT
TTT
TTc
TTc
q
q
qqqq
q
pm
pm
. (1.58)
Для адиабатных процессов 1–2 и 3–4 можно записать
kk
T
T
/)(1
1
2
−
β=
и
kk
T
T
/)(1
4
3
−
β= ,
откуда следует, что
4
3
1
2
T
T
T
T
=
или
2
3
1
4
T
T
T
T
=
.
Возвращаясь теперь к формуле (1.58), после сокращения находим
1
1
12
−
=ε
TT
или
1
1
43
−
=ε
TT
,
1
p
v
2
4
n
1
n
2
p
p
2
1
=β
v
v
4
3
=ρ
3
q
2-3
q
4-1
•
••
•
Рис. 1.83 р–v диа-
грамма
цикла воздушной
холодильной ма-
шины

Страницы