разное

Трехступенчатая холодильная машина на R-744

Перед рассмотрением схемы и цикла трехступенчатой холо­дильной машины на R-744, изучим особенность расположения пограничных кривых в диаграмме lgp-h, свойственных всем рабочим веществам в зоне существования твердой фазы (рис. 14.4).

R-744 относится к низкотемпературным рабочим веществам (или рабочим веществам высокого давления). Свойства R-744 в критической точке свидетельствуют о том, что температура конден­сации в холодильной машине не может превышать 25...28°С*, в противном случае процесс конденсации невозможен.

Рассмотрим точку А, соответствующую состоянию влажного пара в диапазоне давлений 0,528 МПа < рА< 3,1 МПа. В этой области

Рис. 14.4. Пограничные кривые в диаг­рамме lgp-h и основные термо­динамические характеристики R-744 (С02)

Давление конденсации в этом случае превышает 2,25 МПа, что требует обязательного применения специальных типов компрессоров. Многие заводы - изготовители выпускают компрессоры для работы на R-744.

Давлений влажный пар разлагается на насыщенную жидкость (точка А ') и насыщенный пар (точка А ").

«Ступенька» в диаграмме соответствует давлению 0,528МПа для R-744. Ниже этого давления рабочее вещество не может сущест­вовать в состоянии жидкости. Для примера рассмотрим точку В - смесь твердого вещества и пара. При механическом разделении такой смеси возможно получить твердое рабочее вещество (точка В') и насыщенный пар (точка В").

В литературных источниках рассмотрены два типа схем и циклов трехступенчатой холодильной машины на R-744.

«Открытый цикл» предназначен для производства твердой СО2 (рис. 14.5) - сухого льда. В этом случае СО2 является рабочим веществом холодильной машины (т. е. R-744) и одновременно продуктом производства. Особенности схемы и цикла: • использование неполного промежуточного охлаждения обус­ловлено физическими свойствами R-744 (полное промежуточное охлаждение невозможно по условиям обеспечения «сухого хода» компрессоров);

• машина служит для производства твердой С02, в связи с чем давление после ДВЗ должно быть равно атмосферному для возможности удаления твердой С02 из машины, что соответствует температуре производства холода -78°С.

Имеется достаточно большое количество «открытых» циклов трехступенчатых холодильных машин на R-744, единственное отли­чие которых выражается в выборе величины рпр/. Понижение значения рпр/ способствует увеличению выработки твердой С02, однако выработка твердой углекислоты должна производиться в соответствии с планом ее отгрузки потребителю[42]. Максимальная производитель­ность будет получена при pnpi=0,528 МПа (рис. 14.5).

Дополнительными особенностями схемы и цикла являются:

• процесс производства холода (12-12") и величина холодо­производительности q0 являются условными и используются исключительно для расчета термодинамического цикла, так как фактически процесс производства холода производится вдали от машины (твердая С02 - автономный источник холода);

• углекислотные заводы или обладают собственным производ­ством углекислого газа (в результате сгорания топлива), или исполь­зуют углекислый газ, полученный в результате другого технологи­ческого процесса. Углекислый газ, предварительно охлажденный до температуры окружающей среды и специальным образом очищенный (точка 0) смешивается с углекислым газом, оставшимся после процесса получения сухого льда (точка 13), с образованием состояния, соответствующего точке 7.

«Закрытый цикл» соответствует машинам, не предназначен­ным для производства сухого льда. Температурный уровень произ­водства холода в этих машинах должен быть выше, чем -56°С (р=0,528 МПа) для обеспечения возможности кипения рабочего вещества в испарителе.

Расход рабочего вещества через ступени сжатия определяется по принципу, изложенному для трехступенчатой холодильной машины на R-717:

• через KM I (через испаритель) определяется аналогично ур.(14.9) и эквивалентнен 7 условному кг рабочего вещества;

• через KM II

M«=MJ. brzhLt (14Л4)

П}0„ п}0

Что эквивалентно (/ + а) кг;

• через KM III

Mj"=Ma" = (14Л5)

H8„ h8 hw„ hI0 h8n h8

Что эквивалентно M J1 -(l + a)-(l + 0) кг.

Коэффициент преобразования трехступенчатой холодильной машины на R-744, изображенной на рис.14.6, определяется как

СОР = —------------------- г—------- Г Чош,--------- г-т------- г (14.16)

W1 +wn - (l + a)+w -(l + a)-(l + fl)

Или

СОР = -------------------------- 1----- 1--------------------- 1---- ь----- Г" (14-17>

V.,77 8" ~ 9 - L nw ~ n8" " n9

Vk і W ---------------- г W *-------------- ~ —------

H8>, — h8 hJ0.. — hI0 h8.. — hs