разное

Простейшая одноступенчатая машина

Принципиальная схема компрессорной холодильной машины (теплового насоса), работающей на смеси неазеотропных веществ, не отличается от схемы машины, использующей однокомпонентные рабочие вещества. Подробного рассмотрения заслуживает термодина­мический цикл (рис.17.2).

Из анализа цикла в диаграмме T-s (рис. 17.2а) следует, что при Х~1 низкокипящий компонент может осуществлять идеальный цикл Карно, а при условии замены детандера дросселем - цикл 1-2-3-4. При меньших концентрациях цикл отличается от цикла Карно. По мере приближения к концентрации Х=0 (RH), цикл вновь приближает к циклу Карно. Эти свойства смеси определяют выбор ее концентрации в соответствии с условиями работы машины и вместе с тем термоди­намическую эффективность холодильной машины (теплового насоса), работающей на неазеотропных смесях рабочих веществ.

Во всех элементах машины концентрация рабочего вещества остается постоянной (Xt=const). В процессе кипения в испарителе температура смеси изменяется от Т0тт до То™. Температура Т0тах определяется температурой в объекте охлаждения (или температурой входящего хладоносителя). Т0тт является функцией ро и Xt. Предельным значением То™ может быть температура окружающей среды Тср. В конденсаторе температура TKmm определяется темпера­турой входящего теплоносителя, в пределе - это также температура окружающей среды Тср.

В компрессор всасывается влажный пар с давлением р0, тем­пературой Tq"™* и степенью сухости хі. Компрессор покидает также влажный пар с параметрами рю Ткпшх и х2, причем х2 > xj. Характерной

Таблица 17.1

Концентрация смеси NH3-H20, Xt, кг/кг

Давление кипения для смеси NH3-H20, ро, МПа

Давление конденсации для смеси NH3-H20, Рк> МПа

Предельная температура для смеси NH3-H20,

Rp max og~\

1к. Ь

0,71

0,42

1,4

155

0,65

0,35

1,2

153

0,60

0,30

1,0

149

Особенностью термодинамического цикла является возможность при постоянных температурных режимах в конденсаторе и испарителе в широких пределах изменять концентрацию Xt и связанные с ней давления рк и р0. В качестве примера в таблице 17.1 приведены данные для смеси NHrH20 при TKmin=50°C и T0max=l(fC.

К особенностям циклов на неазеотропных смесях следует отнести:

• фазовые переходы при переменных температурах;

• выход из испарителя влажного пара с низкой степенью сухости при малом интервале температур кипения;

• возможность осуществления процессов разделения и смеше­ния компонентов смеси.

Простейшая одноступенчатая машина

Рис. 17.2. Цикл парокомпрессорной машины на неазеотропной смеси рабочих веществ: а) холодильная машина (1к-2к-Зк-4к - цикл Карно для низкокишпцего компонента); б) тепловой насос

Эти особенности циклов и являются направлениями в создании множества схемно-цикловых решений.

Необходимо обратить внимание на факт, что одной схеме мо­гут соответствовать несколько циклов. Это обусловлено характерным протеканием процессов фазовых переходов и определяется свойст­вами смеси при различных концентрациях и температурах. Описанное графически демонстрируется в диаграмме состояний T-s как измене­ние характера протекания изобар и изоэнтальп в области влажного пара при Xt—const.

Рассмотрим цикл парокомпрессорного теплового насоса при работе на неазотропной смеси. При одном и том же схемном решении возможны три варианта цикла, связанные с различным протеканием процессов сжатия в компрессоре (рис. 17.26):

• всасывание влажного пара (точки 1,1 *, 1 **);

• всасывание сухого насыщенного пара (точка 1 ***);

• нагнетание влажного пара (точка 2);

• нагнетание сухого насыщенного пара (точка 2*);

• нагнетание перегретого пара (точки 2**, 2***).

Различные сочетания состояний всасывания и нагнетания определяются условиями работы испарителя и являются главными показателями для дальнейшего процесса создания схемы и выбора конструкций компрессора и теплообменных аппаратов.

Проследим процесс создания действительного цикла, исполь­зуя «метод циклов» (рис. 17.3). Основные условия анализа:

• наличие двух источников тепла с переменными температурами Theorist и ТхолфсотГ,

• подвод и отвод тепла от рабочего вещества к источниками осуществляется при переменных температурах Theorist и Theorist;

• наличие тепла смешения компонентов смеси.

Циклы 1 и 2 описывают выбор обратимого цикла-образца и его модификацию (эндо-обратимый цикл) при учете влияния необрати­мостей в процессах подвода-отвода тепла. В качестве обратимого цикла-образца должен быть принят цикл Лоренца.

Коэффициент преобразования цикла Лоренца в обобщенном виде можно представить:

• для холодильной машины

СОРш=------------- 1——, (17.12)

Для теплового насоса

(17.13)

СОР,

ТН

7 гк~1/а-1 ] - а т

Т0-]-1


У» mm rjt nun rjt min

TOC \o "1-3" \h \z ITrf~~ »tY ~~ —

Lt rpmax л rpmax rpmax

'(2-3) ~-(4-1)

Где

А--

LO lK lK


В основе анализа цикла Лоренца лежит влияние теплоемкостей в процессах подвода (4-1) и отвода (2-3) тепла.

Термодинамические доказательства влияния необратимостей в процессах подвода-отвода тепла на эффективность цикла, изложенные для цикла-образца Карно, сохраняют свою актуальность.

Цикл 3 указывает на ограничения при переходе к рассмот­рению реального рабочего вещества (неазеотропной смеси) и анализ последствий замены детандера на дроссельный вентиль. Эти факты свидетельствуют о том, что невозможно даже на теоретическом уровне получить T4-T0mm.

Циклы 4 и 5 описывают переход от теоретического сжатия l-2s-2 " к адиабатному l-2s и далее действительному 1-2.

В ур.(17.8) входит величина тепла смешения qh которая является основной энергетической характеристикой смеси, так как непосредственно связана с величиной энергии межмолекулярного взаимодействия в жидкой фазе. Данные о тепле смешения имеют и практическое значение, поскольку позволяют предвидеть влияние температуры или давления на процесс смешения компонентов, взаимную растворимость жидкостей и т. п. Для значений 0<Xt<l тепло смешения может принимать различные значения qt<0, qt-0, qt>0. Оно

Простейшая одноступенчатая машина

Рис. 17.3. Анализ цикла парокомпрессорной холодильной машины (теплового насоса) на неазеотропной смеси рабочих веществ

Существенно изменяется в зависимости от концентрации и темпе­ратуры по абсолютной величине. Для смеси NH3-H20 всегда qt<0.

Бинарные смеси, состоящие из полярных компонентов (вод­ные растворы, например), отличаются большими значениями тепла смешения qt и его зависимостью от концентрации и температуры. Термодинамические свойства смеси определяют численное значение теплоемкости как большее либо меньшее, чем Xtc'RL+{l-Xt)c'RH.

С учетом сказанного можно констатировать, что степень тер­модинамического совершенства анализируемой холодильной машины (теплового насоса) в значительной степени зависит от величины и знака тепла смешения qt, поскольку оно входит в величины с^ и гш

Гсм - h'^-ft'cM, (17.14)

Здесь

HCM"=(l-Xt)h"RH+X, h"RL, (17.15)

Км'= (1 ~ Xt)h"RH+X, KRL+qt. (17.16)

Очевидно, что более высоким термодинамическим совер­шенством обладают смеси с отрицательным теплом смешения.

У

Соотношение будет выше у смеси с теплом смешения, чем у

Смеси без нее. Приведенный анализ относится к оценке необратимостей в процессах дросселирования и сжатия в компрессоре.

Тепло смешения входит составной частью в величину фазо­вого перехода - ур.(17.14). Отрицательное значение qt уменьшает относительные потери по сравнению с чистым низкокипящим компонентом в том же интервале температур.

Для неазеотропных смесей процесс кипения сопровождается ростом температуры

(ЗіЛ

>0, (17.17)

Р. х,

Дг

Где h* - энтальпия влажного пара

H* = xh"pja + (l-x)h'p. xt. (17.18)

Считая в первом приближении, что является линейной функцией от Г, рассмотрим смесь с несколькими концентрациями. При 0<Xt<l существует условие, при котором Свлп-СП1ПЛлп. Дополни­тельные потери в результате дросселирования будут связаны с повы­шением минимальной температуры кипения АТ0тш в испарителе, поэтому q0 в действительном цикле на смеси уменьшается по сравне­нию с циклом, в котором будет использован только низкокипящий компонент как однокомпонентное рабочее вещество. Переохлаждение жидкости перед дросселем играет существенную роль в повышении термодинамического совершенствования циклов с неазеотропными смесями, причем наиболее эффективно охлаждение проводить частью основного потока кипящего рабочего вещества (смеси).

Действительная величина теплоемкости влажного пара описывается уравнением

Ah" аг

Ch* ЭГ

(17.19)

= X

P, xt

Таким образом, с учетом уравнений (17.14)-(17.19), получаем

(17.20)

= /

C'RH = f(p, X„T);c'ltL = f(p, Xt, T); c"rh = f{P'Xt, T);c"RL-f(p, Xt, T);


Я, = fix,>T)' х

Простейшая одноступенчатая машина

Рис.17.4. Теплоемкость влажного пара для смеси NH3-H20: а) р=0,3 МПа, Х,=0,9 кг/кг; б) р =0,5 МПа, X, =0,2 кг/кг

Цикл 6 (рис.17.3) демонстрирует замену прямолинейных участков в области влажного пара (2 3 и 4-1 в цикле Лоренца) изо­барами, которые для неазеотропных смесей в диаграмме T-s имеют вид сложных кривых, неэквидистантных между собой.

В качестве примера на рис.17.4. приведено изображение нескольких изобар для смеси NH3-H20.

разное

Дизайнерские радиаторы из чугуна от radimaxua.com

Интернет-магазин radimaxua.com предлагает широкий ассортимент дизайнерских радиаторов из чугуна, выпускаемых под брендом RETROstyle. Изготовлением декоративных радиаторов занимаются европейские заводы.

Солнечные коллекторы для отопления

Домашние отопительные системы обычно работают за счет энергии электричества, природного газа или масел, за которые необходимо платить. К тому эти способы отопления вредят окружающей среде. Альтернативой им является солнечная батарея или коллектор.

Как раскрутить свой Instagram с помощью сервиса Like Social ?

Популярность социальных сетей сделала возможной организацию бизнеса в Интернете. Чтобы убедиться в том, что интернет-дело может быть прибыльным, достаточно обратить внимание на количество пользователей популярной сети «Инстаграм», которое на сегодняшний …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.