Системы ожижения. Минимальная работа ожижения.

Открытая система.

Минимальная работа изобарического процесса.

Рисунок 49. Открытая система ожижения.

Задача

Определить минимальную работу ожижения воздуха, если в начале процесса воздух находится при температуре окружающей среды 300 К и при давлении 0,1 МПа.

L_min-?

T₁=300 К, p₁=0,1 МПа

h₁=300,3

Жидкость при 0,1 МПа

Т_ж=78,78 К; h_ж=-127,4

Рисунок 50. Ожижение воздуха.

Минимальная работа ожижения некоторых газов

Вещество	Азот	Кислород	Водород	Гелий
	769,6	638,4	11900	6850

Минимальная работа ожижения в изохорическом процессе.

Рисунок 51. Изохорное ожижение.

Задача

Найдём минимальную работу ожижения в закрытой системе для воздуха находящегося при температура Т=300 К и давлении p=0,1 МПа.

Рисунок 52. Т-S диаграмма задачи.

В данном случае жидкости в процессе изохорного охлаждения получить невозможно, т.е. задача не имеет решения.

Поэтому решим обратную задачу, определим давление p₁, при котором реально достичь состояния насыщенной жидкости при давлении 0,1 МПа.

Дано

Рисунок 53. Изохорное ожижение.

1) По p₂ и линии кипения определяем v₂=1,141*10^-3

2) По Т₁=300 К и v₁=v₂=1,141*10^-3 p₁=300 МПа

Процессы изохорного охлаждения и ожижения невозможно реализовать на практике, хотя они имеют меньшую минимальную работу по сравнению с изобарическими процессами охлаждения и ожижения. Это является следствием двух факторов:

1) Невозможность организовать замкнутый цикл в случае изохорного охлаждения и ожижения

2) Огромный перепад давлений рабочего вещества в начале и конце процессов охлаждения и ожижения.