Термодинамічний принцип машинного охолодження. Холодильні агенти, страница 2

На стиск робочого тіла витрачається механічна робота, що частково компенсується роботою, одержаною при його розширенні. Таким чином, на здійснення зворотного циклу Карно витрачається енергія, що виражається різницею робіт стиску і розширення. У цьому циклі на стиск 1 кг робочого тіла витрачається робота l, що зображується в s, Т - діаграмі площею 1 – 2 – 3 – 4 - 1 і може бути визначена з рівняння l = (T - T0)(s2 - sl).

Холодильний коефіцієнт зворотного циклу  Карно

.                  (1)

З рівняння видно, що холодильний коефіцієнт зворотного циклу Карно визначається крайніми температурами цього циклу і Т0), збільшуючись при підвищенні Т0 і зниженні Т. Отже, не потрібно робити охолодження при більш низьких температурах, ніж це потрібно за умовами роботи, і необхідно прагнути до того, щоб температура, при якій виділяється тепло від робочого тіла, була можливо меншою.

Холодильний коефіцієнт циклу Карно більший холодильного коефіцієнту будь-якого з циклів, здійснюваних у тих же температурних межах, тому він і прийнятий за ідеальний цикл.

За теоретичний цикл сучасної парової компресійної холодильної машини прийнятий цикл, зображений суцільними лініями в s, Т-діаграмі (рис. 3). У цьому циклі процес у компресорі протікає по адіабаті (лінія 1—2), процеси в конденсаторі і пере охолоджувачі - по ізобарі (відповідно лінія 2—3' і лінія 3'3), у регулюючому вентилі — по ізоентальпі

 (лінія 3—4) і у випарнику — по ізобарі (лінії 4—1' і 1'1) . У компресор холодильний агент надходить у перегрітому стані (точка 1).

Поряд з тепловою s, Т-діаграмою в холодильній техніці широко застосовують іншу теплову діаграму— і, lg p, в якій по осі абсцис відкладаються значення ентальпії і, а по осі ординат — логарифмів тиску lg р.

На діаграмі крім ізоентальп (і=const) і ізобар (р=const), що проходять перпендикулярно відповідним осям координат, так само як і в s, Т-діаграмі, нанесені: ізотерми (t=const), изохоры (v = const), изоентропи (s=const) і лінії постійного паровмісту (х=const). Характер і взаємне розташування перерахованих ліній на діаграмі i, lg p схематично для найбільш часто застосовуваних холодильних агентів показані на рис. 3.

Рис. 3. і, lg p - діаграма в схематичному вигляді.

Кількість тепла, що передається  робочому тілу або забирається від нього на протязі якого-небудь процесу, у діаграмі i, lg p буде зображуватися не площею, як в s, Т - діаграмі, а відрізком прямої, що являє собою проекцію відрізка, що зображує даний процес, на вісь абсцис.

На рис. 4.  зображено теоретичний цикл парової компресійної холодильної машини в діаграмі і, lg p. Тут, як і при зображенні цього циклу в s, Т -діаграмі, процеси: 12 - стиску парів, 23'-охолодження до стану насичення й конденсації парів, 3'3 - переохолодження рідини, що утвориться, 3 - 4 - дроселювання цієї рідини і 4 - 1 кипіння її.

Пунктирними лініями показані процеси стиску в компресорі при роботі його вологим ходом (лінія 1"2") і при роботі сухим ходом із засмоктуванням сухих насичених парів (лінія 1'2').


Рис. 4. Зображення в i, lg p – діаграмі теоретичного циклу  парової компресійної холодильної машини.

2. Літературні джерела

1.  Процеси і апарати харчових виробництв. Під ред. проф. Манежика І.Ф. – Київ.: НУХТ, 2003 р.

2.  Чумак И.Г и др. Холодильные установки. - М.: Легкая промышленность, 1981 г.

3.  Технологическое оборудование пищевых производств. Под ред. Азарова Б.М. М.: Агропромиздат, 1988 г.

4.  Мещеряков Ф.Е. Основы холодильной техники и холодильной технологи. – М.: Пищевая промышленность, 1975 г.

5.  Драганов Б.Х. і інші . Теплотехніка : підручник – 2-е видання, перероблене і доповнене. – Київ: фірма «Інкос», 2005 р.

6.  Ильясов В.С. и др. Холодильная технология продуктов в мясной и молочной промышленности М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983 г.