Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Транспортная энергетика (хладотранспорт) Минимаркер Термодинамические основы машинного охлаждения

Термодинамические основы машинного охлаждения

Страница 1 из 13

Термодинамические основы машинного охлаждения

Термодинамика – наука об энергии. Первый закон термодинамики устанавливает эквивалентность тепла и работы: энергия может изменяться по форме, но ее нельзя уничтожить. В процессе охлаждения превратить отнимаемое тепло в другую форму энергии невозможно. Следовательно, возникает необходимость с помощью хладагента воспринять тепло q0 (рис. 1) от охлаждаемого тела с температурой Т0 и передать его какому-либо другому телу, например воде или воздуху, то есть охлаждающей среде с более высокой температурой Т.

Принципиальная схема действия холодильной машины

Рис. 1 – Принципиальная схема действия холодильной машины

Второй закон термодинамики гласит, что без внешнего воздействия невозможно переводить тепло от тел, менее нагретых, к телам, более нагретым. Передача тепла от тел с низкой температурой к телам с более высокой температурой осуществляется в холодильных машинах с обязательной затратой механической работы или тепла. Совокупность процессов, которые при этом осуществляет хладагент, называется обратным термодинамическим (холодильным) циклом.

Холодильная машина, осуществляющая непрерывный перенос тепла с целью обогрева к телам, которые имеют более высокую температуру по сравнению с охлаждающей средой, называется тепловым насосом.

В отличие от других насосов холодильная машина отдает тепла больше, чем получает, так как работа, затраченная на приведение машины в действие, превращается в тепло l, которое отводится при высокой температуре вместе с теплом q0.

Общее количество тепла qк, передаваемое во внешнюю среду в соответствии с законом сохранения энергии, составляет

qк = q0 + l.

Отношение тепла q0, взятого от охлаждаемой среды, к работе, затраченной на приведение машины в действие, называется холодильным коэффициентом

ɛ = q0 / l.

Это отношение должно быть больше единицы. Теория холодильных машин рассматривает условия, при которых коэффициент ɛ может иметь наибольшее значение. Обе величины, определяющие холодильный коэффициент, выражены в одних и тех же единицах, поэтому коэффициент не имеет размерности.

Основная цель холодильной машины — поглощение тепла при низкой температуре (рис. 2, а), а теплового насоса — использование тепла окружающей среды для теплоснабжения (рис. 2, б). Если тепло переносится от источника с низкой температурой к источнику, температура которого выше, чем окружающей среды, машина работает по теплофикационному циклу и служит как для охлаждения, так и для теплоснабжения, т. е. одновременно вырабатывает холод и тепло (рис. 2, в).

Принципиальная схема действия

Рис. 2 – Принципиальная схема действия: а – холодильной машины; б – теплового насоса; в – машины для одновременного получения холода и тепла

Из термодинамики известно, что наивысший холодильный коэффициент машины, работающей как тепловой насос, достигается при условии термодинамической обратимости цикла.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика