Scheme și cicluri de abur cu o singură treaptă
Mașini frigorifice cu o singură treaptă.
Mașini frigorifice de comprimare a aburului.
Clasificarea mașinilor frigorifice de comprimare cu abur.
Schemele și ciclurile mașinilor frigorifice cu compresor de abur
Aburul se numește mașini de refrigerare, în care agentul frigorific își schimbă starea agregată, circulând prin sistem. În funcție de elementul mașinii, agentul frigorific poate fi sub formă de lichid saturat, abur umed, abur supraîncălzit, lichid răcit etc. Compresoarele sunt frigidere, în care energia mecanică este utilizată pentru a obține temperaturi scăzute. În mașinile frigorifice de comprimare cu abur, agentul frigorific efectuează un ciclu termodinamic invers. Îndepărtarea căldurii din obiectele răcite se realizează prin fierberea agentului frigorific în vaporizator. La întreprinderile de comerț și de catering, astfel de mașini frigorifice au găsit cea mai mare aplicație în comparație cu alte tipuri de mașini. În funcție de temperatură și de fierbere și condensare presiunile mașină de compresie a vaporilor de refrigerare sunt o singură treaptă, în două etape, mai multe etape și în cascadă.
Schema și ciclu cu expansiune și contracție în regiunea aburului umed.
Figura 5.1 Schema și ciclul unei mașini de refrigerare cu o singură treaptă, cu compresie și dilatare în zona aburului umed.
Ciclul cu extinderea mediului de lucru se realizează în aparat frigorific constând dintr-un compresor, condensator, extensor și vaporizator (vezi Figura 5.1.). Vaporii umedi ai agentului frigorific de starea m.1 ies din evaporator și intră în aspirație în compresor. Compresorul comprimă abur adiabatic umed la entropie constantă în 1 - 2 prin evaporare sub presiune Po pk presiunea de condensare. Și punctul 2, care caracterizează starea agentului frigorific la sfârșitul compresiei, se află pe curba dreaptă a limitei. Pentru a efectua procesul de compresie, se efectuează lucrările de compresie. După compresorul comprimat, aburul saturat este condus la condensator, unde se condensează la temperatură constantă Tc și presiune constantă Pk în 2 - 3, prin schimb de căldură cu un mediu de răcire extern (aer sau apă). În același timp, căldura de condensare qk este transferată din agentul frigorific. În procesul de condensare, se formează un lichid saturat, care apoi intră în expandator. Agentul frigorific expander extinde adiabatic în timpul 3 - 4 din presiunea Pk la fierbere Po presiune de condensare la entropie constantă cu performanța utilă lp expansiune de lucru. După refrigerant expandor trimis la evaporator, unde fierbe lichidul (evapore) la o temperatură constantă și la o presiune constantă în timpul Po 4 - 1 qo scăzând căldura din mediul de răcire. Vaporii umedi formați în timpul fierberii sunt aspirați de compresor și ciclul se repetă din nou.
Ciclul specific rece sau cantitatea de căldură furnizată 1 kg de agent frigorific în evaporator în qo S - T-diagrama echivalentă cu suprafața în cadrul procesului de fierbere 4 - 1, adică Pl.14ab1 sau poate fi determinată de diferența de entalpie a agentului frigorific la procesul începutul și sfârșitul h4 h1:
Căldura specifică de condensare qk din diagrama S-T este măsurată prin suprafața procesului de condensare 2 - 3, adică Pl. 23ab2 sau este determinată de diferența de entalpie a agentului frigorific la începutul lui h2 și la sfârșitul h3 al procesului:
Lucrarea specifică a ciclului se găsește din balanța de căldură a mașinii frigorifice:
Prin urmare, ciclul de lucru specific este egală cu diferența de căldură, rezumând condensatorul și căldura captată în evaporator și S - T- diagrama echivalentă cu pătratul ciclului 12341.
Pe de altă parte, ținând seama de entalpia agentului frigorific
sau după ce se obține conversia:
unde lc = (h2 - h1) este lucrarea specifică de comprimare, adică munca folosită pentru comprimarea a 1 kg de vapori de agent frigorific în procesul 1-2, J / kg; lp = (h3 - h4) este lucrarea specifică de expansiune, adică muncă utilă, obținută în expander cu un kilogram de agent frigorific în procedeul 3-4, J / kg.
Eficiența termodinamică a ciclului se găsește ca raportul dintre capacitatea de răcire specifică și ciclul de lucru petrecut:
Acest ciclu poate fi considerat ca un ciclu teoretic Carnot cu condiția ca temperatura de condensare Tc să fie egală cu temperatura ambiantă Toc. iar punctul de fierbere al agentului frigorific din evaporator va fi egal cu temperatura mediului răcit (sursă de temperatură scăzută) Tint. În acest caz, toate procesele ciclului vor fi reversibile, iar lucrul la ciclu va fi minim lmin.
Eficiența termodinamică a ciclului Carnot este estimată de coeficientul de răcire teoretic. care este cea mai mare dintre toate ciclurile termodinamice inverse cu aceeași diferență de temperatură (Tos-Tint).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: