Холодильные машины и установки

Текст документа

1. Стр. 1 П.И. Дячек

   ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ >

2. Стр. 2 Серия «Высшее образование»

   nm. И. Дячек ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ Учебное пособие

3. Стр. 3 УДК 621.56/.59(075.8) =—

   БВК 31-392я73 ЗИ ne КТК. 239— д 99 Рецензенты: Бодров Валерий Иосифович, зав. кафедрой «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» Нижегородского архитектурно-строительного университета, член УМО по специальности 270109 Минобразования РФ, заслуженный работник высшей школы РФ, доктор…

4. Стр. 4 ВВЕДЕНИЕ

   Природно-климатические условия большинства стран обуславливают формирование тепловых воздействий на промышленные объекты и на жилище человека, приводящих к изменению температурных условий внутри рассматриваемых объектов. В ряде случаев эти изменения настолько нежелательны, =то приходиться прибегать…

5. Стр. 5 охлаждения (отвода теплоты от охлаждаемых тел) называется производством

   холода, а охлаждающие тела называют рабочими телами. Здесь уместно было бы термин производство холода и холод приводить в кавычках. Введение этих терминов, как уже здесь показано, не отражает характера физических процессов, но позволяет существенно упростить и сократить речевые обороты. Эти термины…

6. Стр. 6 Введение

   Технологические основы получения и применения холода, рассматриваеmale в данном учебнике, базируются и вытекают из основных законов физихимии, термодинамики, механики жидкости и газа, теплопередачи, детамашин, электротехники и т.д. стория применения холода имеет многовековые традиции. Известно, что…

7. Стр. 7 Холодильные машины применяют в различных сферах хозяйствования: в

   пищевой промышленности; в технологии хранения пищевых продуктов; при комфортном и технологическом кондиционировании воздуха, при изучении и реализации явления сверхпроводимости; в медицине, строительстве и металлургии; при разделении газов, производстве синтетических волокон и каучука и т.д.…

8. Стр. 8 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКИХ

   ТЕМПЕРАТУР 1.1. Источники холода Охлаждение связано с процессом переноса теплоты и всегда протекает с участием двух тел: охлаждаемого (отдающего теплоту) и охлаждающего (принимающего теплоту). Любой природный (естественный) или реализуемый в промышленной или лабораторной установке искусственный…

9. Стр. 9 низких зимних температур наружного воздуха, земной поверхности и воды в

   водоемах можно использовать потенциал этих рабочих тел для охлаждения в процессах кондиционирования воздуха и в технологических процессах. В отдельных климатических зонах в ходе естественного формирования теплового баланса земной поверхности накапливается большой объем низкотемпературных рабочих тел…

10. Стр. 10 источников. Например, на испарение 1 кг воды при нормальных условиях

    необходимо затратить = Дж теплоты. Имеется много веществ, которые при атмосферном давлении кипят при низких (в том числе и отрицательных) температурах. Эти факты, т.е. высокая теплота фазовых переходов и низкая в ряде случаев температура кипения, широко используются для нужд охлаждения. Плавление…

11. Стр. 11 1.3. Охлаждение путем расширения газов

    В процессе расширения газа происходит снижение его температуры. Например, расширение перегретых паров аммиака от давления 1 МПа (Г = +86°С)до давления 0,25 МПа позволяет снизить температуру до —15°С. Расширение газа осуществляется в специальных устройствах, которые называются детандерами. При этом…

12. Стр. 12

    ротечен, и снижение температуры в дросселе не приводит к ощутимым поступлениям теплоты от внешней среды к дросселируемому газу. По этой причине процесе дросселирования может рассматриваться как адиабатический, т.к. реализуется при dh = 0. Изменение температуры при дросселировании называется эффектом…

13. Стр. 13 I -—- ток, А;

    T — температура, К. Третий термоэлектрический эффект открыл Томсон и экспериментально в 1867 году подтвердил Леру. Суть открытого эффекта заключается в том, что при наличии градиента температур по длине проводника прохождение электрического тока вызывает поглощение или выделение теплоты, т.е. 9-51…

14. Стр. 14

    лодильной промышленности в институте полупроводников АН СССР (г. Ленинград) был создан холодильный шкаф, принцип действия которого основан на использовании эффекта Пельтье. Охлаждающие панели шкафа представляют собой набор последовательно соединенных полупроводниковых элементов с электронной (п) и…

15. Стр. 15 g, =r{a 42 1.9

    > То. Во, | “ где с — удельная электропроводность ветвей термоэлемента. При этом теилота Джоуля примерно в одинаковой степени (путем теплопроводности) будет подводиться к холодному и к горячему спаям. С учетом приведенных выше замечаний холодопроизводительность элемента составит @.- @, - 0,59…

16. Стр. 16 ла, хладоагенты), работают при полном отсутствии шума, обладают большой

    компактностью и малой массой, реверсивны. Изменение направления движения тока приводит к изменению направления переноса теплоты. Недостатки электротепловых преобразователей: низкая экономичность (на 20-50% ниже ло сравнению с парокомпрессорными холодильными машинами) и высокая стоимость.…

17. Стр. 17 1.6. Магнитокалорическое охлаждение

    Магнитокалорические явления, т.е. процессы изменения температуры при изменении напряженности магнитного поля, имеют важное значение для физики и техники низких температур. Все вещества в природе в той или иной степени обладают магнитными свойствами, т.к. электроны, протоны и нейтроны, из которых…

18. Стр. 18

    может оказать существенного влияния на происходящие процессы, по крайней мере в начальной их стадии. Де Гааз, работая со смесью двух квасцов (K,SO,+Cr,(SO,)+2H,0 + 14,4K,S0,-Al,(SO,),*24H,0), при снижении напряженности магнитного поля в 20 000 раз получил температуру Т = 0,0044 К. 1.7 Охлаждение с…

19. Стр. 19 пературное расслоение потока по сечению трубы. При анализе этого процесса

    следует учитывать и дроссельный эффект, т.е. снижение температуры газа при его расширении. При этом можно утверждать, что «осевые» слои расширяются в большей степени, чем периферийные, чему способствует характер ввода газа в вихревую трубу. Периферийные потоки имеют высокую линейную скорость…

20. Стр. 20 го лишь баллон сжатого газа (или

    компрессор) и вихревая труба. При применении в качестве рабочего тела сжатого влажного воздуха может понадобиться осушитель (например, кассета с селикогелем), который предназначен для исключения конденсации влаги в потоке холодного воздуха. На рис. 1.6 изображен цикл вихревой трубы в Т-5…

21. Стр. 21 1.8. Испарительное охлаждение

    Испарительное охлаждение тел осуществляется в результате перехода жидкой фазы в пар на границе раздела пар-жидкость. Этот процесс может осуществляться на границе раздела паровой фазы и плоской поверхности жидкости; пара и поверхности капли жидкости; пара и поверхности мениска жидкости в капилляре…

22. Стр. 22 1 — время, с;

    dM — поток жидкости, кг/м?; dQ — поток теплоты от окружающей среды к поверхности жидкости, Вт/м?; dQ’ — поток теплоты от глубинных слоев жидкости к поверхности, Вт/м?; т — удельная теплота парообразования, Дж/кг. В системе уравнений 1.15...1.17 не даны зависимости, представляющие поток dQ’. Это…

23. Стр. 23

    ее температура через некоторое время станет равной температуре мокрого термометра (¢,,,). И в этом случае далее тоже будет осуществляться процесс испарительного адиабатического (kh = const ) охлаждения при dQ’ = 0. При температуре воды, равной температуре точки росы (точка 3), dM > 0 ввиду ©, - ©…

24. Стр. 24 Сорбция (десорбция) паров в капиллярно-пористых телах по своей сути

    близка к сути рассмотренного выше испарительного охлаждения. Этот вид охлаждения обладает низкой термодинамической эффективностью и в отдельных случаях применяется только в лабораторных условиях для получения температур в области кипения жидкого водорода. Охлаждение с помощью десорбции состоит из…

25. Стр. 25 2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ПАРОВЫХ

    ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН 2.1. Принципиальная схема паровой компрессорной холодильной машины Технологическая схема снижения температуры охлаждаемых тел в паровой компрессорной холодильной машине не претерпела изменений с момента изобретения ее английским врачом Перкинсом в 1834 году (рис. 2.1). rh. 1…

26. Стр. 26 В теории и практике холодильных машин рабочее тело называется холодильным агентом

    В pacumpurene 3 происходит снижение давления холодильного агента и понижение его температуры. Расширение может совершаться за счет передачи работы внешнему источнику (детандерное расширение) и за счет затрат внутренней энергии самого хладоагента. В этом случае расширение осуществляется в…

27. Стр. 27

    Анализ зависимости 2.1. показывает, что ввиду малой теплоемкости газов (-1000 Дж/кг-К)} получение большой холодопроизводительности связано с увеличением расхода циркулирующего хладоагента и с большими энергетическими затратами на его перемещение. Описанная выше холодильная машина относится к классу…

28. Стр. 28

    кипел. В этом случае теплообменники будут называться соответственно конденсатором и испарителем (рис 2.1, а). Процессы конденсации и кипения осуществляются при постоянном давлении и температуре. Температура хладоагента меняется только в компрессоре (повышается при сжатии) ив расширяющем устройстве…

29. Стр. 29 Рассмотрим в соответствии с первым законом термодинамики изменение

    энергетических показателей потока между сечениями 1-Ги 2-2, в которых течение может характеризоваться как установившееся. Влияние диафрагмы и других местных сопротивлений, расположенных до и после выделенных сечений, на характер течения в них не сказывается. Энергетические изменения в перемещаемом…

30. Стр. 30 о ——а

    2. Термодинамические основы работы паровых холодильных машин изменение ay р ливо только для сечении с установившимся потоком. На участке между сече- з которы рых ниями 1-1 и 2-2 существуют свои характерные переменные значения энталь- ивфрагм мы 2 пии и других параметров, которые отличаются от…

31. Стр. 31 Из уравнения 2.12 видно, что алгебраический знак dT зависит от знака

    числителя, т.к. величина ар всегда имеет отрицательное значение. Возможны три варианта: 2 1. eS, > Dye (te. vw a в этом случае dT < 0. 2a 2a 2. —=b, Те T=—;8 этом случае dT = 0. ВТ bR 8. 2a 2a —<b, те Т>——ув этом случае dT > 0. ВТ bR Уравнение 2.12 показывает, что дросселирование реальных газов…

32. Стр. 32

    ю значение. Возможны 2еальных газов может с понижением темпе- еделяет состояние ин- {2.13) чки инверсии: одна в азного состояния (рис. характера изменения зня давления при низ- 'зуется значением а, < мы переходим через од осуществляется в h=const 2. Термодинамические основы работы паровых…

33. Стр. 33

    По этой причине расширение холодильного агента в детандерах применяется, если холодильный цикл совершается без фазовых переходов хладоагента, т.е. в области перегретого пара. В области перегретого пара работают газовые холодильные машины, анализ работы которых осуществляется далее в главе 5.…

34. Стр. 34 1B детандерах применяхх переходов хладоагентого пара работают газоосуществляется далее в

    oro пара имеет больший ‚идкого состояния в пар вается в десятки раз. В е расширялась бы жиды сжатие паровой фазы. стки раз меньше габарити холодильных машин ественному увеличению (кой фазы происходит с ‘aeT дополнительные усгра. При течении парощии с нежелательными эменты детандера. (х<1) изменение…

35. Стр. 35 Параметр 4, позволяет вычислить и удельную холодопроизводительность

    холодильного агента 4, = 4, /V (кДж/м3), являющуюся важнейшим термодинамическим параметром рабочих тел. Здесь о — удельный объем холодильного агента, м“/кг. В точке 4 холодильный агент находится в парожидкостном состоянии и, воспринимая теплоту от охлаждаемой среды, кипит. Процесс кипения…

36. Стр. 36 ки

    ›лодопроизводительность CH важнейшим термодиъный объем холодильно- :идкостном состоянии и, Процесс кипения заканme, чем в точке 4. Парофазы ноступает в коми- Сжатие осуществляется юграничной кривой (х = нии насыщенного пара. -3) от холодильного агенльный агент конденсиру- тограничной кривой (x…

37. Стр. 37

    Рабочее вецество, посредством которого в холодильной машине осуществляется отвод теплоты от охлаждаемой среды, называется холодильным агентом (хладоагентом). Хладоагенты в значительной степени определяют технические характеристики холодильных машин, т.е. рабочие давления, температуры…

38. Стр. 38 ТЫ

    :льной машине осуществается холодильным агенстепени онределяют техрабочие давления, темпе- . Взаимодействие их с жделяет не только констодильных машин. зе рабочего тела применяхнической терминологии le. HO кипящую композицию fa фракции и без измёне- зтся различием равновесазном состоянии…

39. Стр. 39

    Экспериментами установлено, что а и в зависят также и от давления и температуры, следовательно, уравнение Ван-дер-Ваальса может применяться в узком диапазоне температур и давлений, а в области высоких температур и давлений оно не достаточно полно учитывает силовое взаимодействие между молекулами.…

40. Стр. 40 Кавчииа ЛИ

41. Стр. 42 Pressure [Bar}

42. Стр. 43

    Температура (Т,) и давление (Р,) конденсации холодильного агента определяют рабочие параметры конденсатора, прочностные показатели его конструктивных элементов. Желательно, чтобы Р<1,5 МПа. В этом случае конденсатор изготавливается из конструкционных материалов обычного качества и имеет невысокий…

43. Стр. 44

    Хладоагент как химическое соединение должен обладать стойкостью. Свойства его не должны меняться во времени в результате взаимодействия с элементами холодильной машины и рабочими веществами холодильного цикла, а также при возникповении чрезвычайных ситуаций. Технические. Эти требования и свойства…

44. Стр. 45 При наличии взаимной растворимости возникают два отрицательных явления

    ухудшение свойств смазочных материалов и вынос их за пределы компрессора, снижение термодинамических и других параметров машины. Оседание смазочных материалов на тенлообменных поверхностях, как уже отмечалось, снижает интенсивность процесса передачи теплоты. Хладоагент не должен растворяться в…

45. Стр. 46

    взрываться и гореть существенно осложняет процесс эксплуатации холодильного оборудования, требует организации непрерывного контроля и специальных мероприятий на случай возникновения чрезвычайных ситуаций. Обслуживающий персонал должен проходить специальную подготовку. Однако опасность хладоагента…

46. Стр. 47 3.2. Маркировка хладоагентов

    Международной организацией по стандартизации (ИСО} введен международный стандарт МС ИСО 817-74 (ГОСТ 29265-91) на систему обозначения хладоагентов. Хладоагент (Refrigerant) имеет буквенное © и цифровое обозначение. Цифры условно обозначают структуру молекулы. Наиболее распространенная группа…

47. Стр. 48 Окончание табл. 3.2

48. Стр. 49 R22/R12 (90/10). Компоненты смеси представляют в порядке возрастания

    нормальных температур кинепия. Для неазеатропных смесей применяется и сокращениое буквенино-цифровое обозначение. Этим хладоагентам присвоена серия «400» с произвольным номером смеси внутри серии. Например, R407A — R32/R125/ В13Аа (20/40/40). Отметим, что ранее начальные цифры «1», «2» и «3» были…

49. Стр. 50 относят хладоагенты с давлением насыщенного пара при # = 30°C 2...7 МПа

    (R13, R503, R744). Хладоагенты среднего давления имеют давление 0,3...2 МПа (R717, R12, R22, R134a). У хладоагентов низкого давления при t = 30°С давление насыщенных паров ниже 0,3 МПа (R11, R718, R113). Основные параметры хладоагентов приведены в таблице 3.1. По нормальным температурам кипения…

50. Стр. 51 Хладоны являются хорошими растворителями. Диффузия их в пористые

    уплотнительные прокладки приводит к их набуханию и к потерям хладоагента. Диффузия усиливается в зоне высоких температур холодильного цикла. Для уплотнительных прокладок в хладоновых машинах рекомендуется применять паронит, фторопласт, нефритовую резину, а в качестве вяжущих веществ и изоляционных…

51. Стр. 52 Таблица 3.5

    Факторы опасности R22 R407C, R134a `Токсичиость Низкая Попадание на кожу Обморожение участков кожи брызгами и каплями жидкого хладоагента. В глубь кожного покрова практически не проникают. R22 является раздражителем кожи, а в жидком виде обсзжириваст ее Попадание в глаза Обморожение каплями и…

52. Стр. 53

    Аммиак в соединении с воздухом 'при концентрации 16...26,8% воспламеняется и взрывоопасен. Наибольшей взрывоопасностью характеризуются углеводородные хладоагенты: этан, этилен, пропан и бутан. Взрывоопасность и пожароопасность хладонов снижается по мере снижения в молекуле количества атомов водорода…

53. Стр. 54 Ргеззиге (МРа)

54. Стр. 55 Подробные рекомендации по выбору хлагоагентов и их смесей приведены в

    специальной литературе. Следует отметить также, что приоритет в выборе холодильного агента при- ~ надлежит изготовителю оборудования или разработчику холодильных машин. Он диктуется множеством вышеперечисленных факторов, а также назначением машины, условиями ее применения, множеством технических и…

55. Стр. 56 4.1. Необратимые потери обратного цикла Карно

    Понятие об обратимости холодильных циклов имеет фундаментальное значение в теории холодильных машин, в том числе и парокомпрессорных. Процесс называется обратимым, если после завершения цикла рабочие тела можно вернуть в первоначальное положение без затрат какого бы то ни было вида энергии.…

56. Стр. 57

    стоять из разных термодинамических процессов. В частности, здесь при анализе работы парокомпрессороной холодильной машины рассматривается идеальный обратный цикл Карно, состоящий из двух изотерм (конденсация и кипение хладоагента) и двух изоэнтроп (расптирение и сжатие хладоагента). В термодинамике…

57. Стр. 58

    В испарителе ло той же причине, что и в конденсаторе, необходимо снижение температуры кипения так, чтобы температура кипящего хладоагента была ниже температуры охлаждаемой среды, т.е. Т, < Т’,. Разность температур т, — Т, определяет направление теплового потока, т.е. OT охлаждаемой среды к…

58. Стр. 59 Таблива 4.1

    Значения коэффициента обратимости Температура Температура Действующая Действующая Коэффициент охлаждающей | охлаждаемой | разность температур | разность температур обратимости/ среды (7”,) в среды (7) в в конденсаторе в исиарителе холодильный конденсаторе, °С |испарителе, °С (Т-Г)’С (P,- TC…

59. Стр. 60

    Приведенные перепады температур являются ориентировочными. Конкретные значения перепадов температур определяются на основании учета факторов, определяющих процессы теплообмена, а также технико-экономических показателей установки. Крупные производители холодильной техники на основании многолетнего…

Схемы, таблицы и рисунки — в просмотре документа выше. Клик по номеру страницы открывает её в просмотре.