разное

Одноступенчатая холодильная машина

Схема машины состоит из (рис. 16.1а): компрессора (КМ), теплообменника (ТО), дроссельного вентиля (ДВ) и испарителя (И). Процессы в машине: 1-2 - сжатие в компрессоре; 2-3 - охлаждение пара в теплообменнике; 3-4 - дросселирование; 4-1 - кипение в испарителе.

Термодинамическая эффективность такой машины: • в режиме холодильной машины

Гпрш - q° -

^ теор ~~ —

КМ

Пл.( k-l-4-d ) пл.( k-l-4-d )

Пл.( 1-2-3 —а-b-f-l) пл.( 1-2-3—с—d—4-1)

(16.16)

WKM

• в режиме теплового насоса

Гпртн - qm -

^ wrmeop ~

WKM

Пл.(к-1-2-3-с) пл.(к-1-2-3-с)

Пл.( 1-2-3-a-b-f-l) пл.( 1-2-3-c-d - 4-1)

СОР™йсіт=%ї-. (16.26)

Wkm

Эффективность машины с циклом в надкритической области корректно описывать сравнением действительного термодинамичес­кого цикла с циклом-образцом Джоуль (р} - const и p2-consi)\ • для холодильной машины

Тг

(16.3)

1 2-3 1 О

Для теплового насоса

СортДнЖ0У„ь=„:ил„ , (16.5)

Т?-3-Т0

Где Т£_3 - средняя температура в процессе отвода тепла (ур. (2.31).

Теоретическое или действительное значение степени термо­динамического совершенства определяется как

СОР

Теор( действ)

W СТС == Тутр-------- • (16'6)

Джоуль

В отличие от одноступенчатой парокомпрессорной холо­дильной машины, функция СОР холодильной машины (теплового насоса) с циклом в надкритической области имеет максимум, который определяется выбором давления нагнетания (р2) в компрессоре при известном давлении кипения рабочего вещества в испарителе (pi). Из рис. 16.1,6 видно, что повышение давления р2 приводит одновременно к увеличению холодопроизводительности машины q0:=:hj-h4 и увели­чению работы, затрачиваемой компрессором wKM-hz-h]. Поскольку изотерма в области перегретого пара представляет кривую со сложным характером кривизны, то это и является причиной того, что при различном сочетании Тср (Тгор) и р2 функция СОРш (СОРш) имеет максимум, показанный на рис. 16.3, который может быть определен аналитическим или ірафическим методом.

Аналитический метод заключается в исследовании функции

ЛлпШ Л/ — Уі4 ) w

СОР = —----------------- — методами высшей математики, принимая для

Анализа T3=const

= 0, (16.7)

Рис.16.2. Графический метод определения оптимального давления р2 для машины с циклом в надкритической области

Тогда

Или

(h2~hl) Ahl~h3) Э h2 дh3

Др2 др2

Э h

Величина —- (рис. 16.2) представляет тангенс угла, образованного др2

Касательной, проведенной к адиабате 1-2 в точке 2 с осью абсцисс, следовательно

= tga. (16.9)

Ар2

Аналогично, проведя касательную к изотерме в точке 3, получим = (16.10)

Др2

Окончательно, условия максимума функции СОРш имеют вид

^ = (16.11) oh2 tga _ tg/3

Др2 др2

Т. е. отрезки (5-6) и (5-7) равны.

Графический метод был предложен Х. Инокути в конце 1920- ых годов и основан на вспомогательных построениях в диаграмме p-h (рис. 16.2) по следующему алгоритму:

• из точки 1 проводят касательную 1-3 к заданной изотерме окружающей среды;

• после построения изобары 2-3 проводят касательную 2-6 к изоэнтропе 1-2 в точке 2;

• снова проводят касательную 6-3 к изотерме окружающей среды;

• проводят изобару 3'-2' и касательную 2'-7 к изоэнтропе 1-2 в точке 2'

Точка 7 должна совпасть с точкой 6. Последовательные построения продолжают до тех пор, пока 6=7.