По такому же принципу может быть устроена и трехступенчатая холодильная машина (рис. 44.2), которая при работе на аммиаке позволяет получить температуры кипения от 218 до 200 К.
Учитывая аналогию процессов в двухступенчатой и трехступенчатой машинах, ограничимся следующими замечаниями. Трехступенчатая машина может работать с промежуточными испарителями и с одним испарителем низкого давления. Степени сжатия обычно принимаются равными во всех ступенях машины. В методологическом отношении расчет трехступенчатой машины аналогичен расчету двухступенчатой и сводится, в конечном счете, к определению геометрических размеров компрессоров каждой ступени и расчету расходуемой мощности.
Как следует из рис. 44.1 и 44.2, многоступенчатые машины работают на одном рабочем веществе и температурный диапазон таких машин определяется теплофизическими характеристиками этого вещества (критическая температура, температура замерзания и соответствующие давления).
Понижение температуры охлаждения связано с понижением давления в испарителе вплоть до глубокого вакуума. Это обстоятельство приводит к уменьшению объемной производительности компрессора, увеличению его размеров, увеличению подсоса атмосферного воздуха в рабочий тракт машины и, как следствие, ухудшению эксплуатационных и теплофизических свойств рабочего тела.
|
Рисунок 44.3 – Схема двухкаскадной
холодильной машины: |
Уменьшить роль указанных недостатков позволяет использование холодильных агентов высокого давления (R13 и R23), которые позволяют повысить давление в испарителе. Однако ввиду малых значений критических температур конденсация паров этих хладоагентов не может быть обеспечена за счет окружающей среды (воды). В подобных случаях экономически целесообразной является каскадная структура машины с использованием нескольких рабочих веществ (рис. 20.13).
Каскадная схема состоит из двух холодильных машин, объединенных общим испарителем-конденсатором, позволяющим обеспечить конденсацию паров хладоагента высокого давления при температурах ниже температуры окружающей среды и при давлениях, близких к атмосферному, что повышает надежность установки в целом.
Для первого каскада в качестве рабочих тел могут быть рекомендованы аммиак, R12 и R22. Для второго каскада может быть рекомендован R13. Расчет каскадных холодильных машин сводится к расчету двух машин, исходя из заданной холодопроизводительности второго каскада.
Схема абсорбционной холодильной машины
Действие абсорбционной холодильной машины основано на способности некоторых газов растворяться в жидкостях. Известно, что при растворении газа в жидкости его давление над раствором падает, а при уменьшении поглощающей способности абсорбента (при его нагреве) газ выделяется из раствора и его давление над поверхностью жидкости возрастает.
Растворимость газов зависит от их природы и при этом очень сильно меняется с изменением давления и температуры. Так, при нормальных условиях в одном объеме воды растворяется около 1100 объемов аммиака и только 0,025 объема воздуха.
В данном случае процесс абсорбции можно уподобить всасыванию в компрессор, а процесс десорбции – сжатию в цилиндре компрессора. Очевидно, что чем больше растворимость газа в абсорбенте, тем большую степень сжатия можно получить и тем больший перепад давлений и температур можно реализовать при дросселировании.
При работе с водно-аммиачным раствором давление и температура выделившегося из раствора газа достигают значений 1 МПа и 393 К соответственно, что позволяет осуществить конденсацию, последующее дросселирование и получить температуру испарения 258 К и ниже.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
