Название: теплотехника (Ю.И. Шаров,Ю.В.Овчинников)

Жанр: Технические

Просмотров: 1194


Цель лабораторной работы

 

Практическое закрепление знаний по II закону термодинамики, циклам, холодильным установкам.

Ознакомление с холодильным агрегатом ИФ-56 и его техническими характеристиками.

Изучение и построение циклов холодильных установок.

Определение основных эксплуатационных характеристик, холодопроизводительности агрегата.

 

Теоретические основы работы холодильной установки и определение ее основных эксплуатационных характеристик

 

Обратный цикл Карно

 

Холодильная установка предназначена для передачи теплоты от холодного источника к горячему. Согласно формулировке II закона термодинамики Клаузиуса теплота не может сама собой переходить от холодного тела к горячему. В холодильной установке такая передача теплоты происходит не сама собой, а благодаря механической энергии компрессора, затрачиваемой на сжатие паров холодильного агента.

Основной характеристикой холодильной установки является холодильный коэффициент, выражение которого получается из уравнения I закона термодинамики, записанного для обратного цикла холодильной установки с учетом того, что для любого цикла изменение внутренней энергии рабочего тела DU = 0, а именно:

q = q1 –q2 = ℓ                                            (1.1)

где q1 – теплота, отданная горячему источнику; q2 – теплота, отнятая от холодного источника; ℓ – механическая работа компрессора.

Из (1.1) следует, что горячему источнику передается теплота

q1 = q2 + ℓ,                                                          (1.2)

Подпись: Рис. 1.1. Обратный цикл Карно
a холодильный коэффициент пред-ставляет собой долю теплоты q2, переданной от холодного источника к горячему, приходящейся на единицу затраченной работы компрессора

             (1.3)

Максимальное значение холодильного коэффициента для заданного диапазона между температурами Тгор горячего и Тхол холодного источников теплоты имеет обратный цикл Карно (рис. 1.1), для которого:

q2 = T2 × D S                                                       (1.4)

и

q1 = T1 ×D S,                                                       (1.5)

где Т2 – средняя температура подвода теплоты от холодного источника

к холодильному агенту; Т1 – средняя температура отвода теплоты от рабочего тела к горячему источнику, DS – изменение энтропии между крайними точками цикла, в котором: 1 – 2 – адиабатическое расширение рабочего тела; 2 – 3 – изотермический подвод теплоты q2 от холодного источника к рабочему телу;

3 – 4 – адиабатическое сжатие рабочего тела, в результате которого температура рабочего тела Т4 становится выше температуры Тгор горячего источника;

4 – 1 – изотермический отвод теплоты q1 от рабочего тела к горячему источнику. С учетом соотношений (1.4) и (1.5) уравнение (1.3) для обратного цикла Карно может быть представлено в виде

                                                   (1.6)

Чем выше значение e, тем более эффективен цикл холодильной установки и тем меньшую работу ℓ нужно затратить для передачи теплоты q2 от холодного источника к горячему.