Дроссельный цикл с предварительным охлаждением.


В данном цикле первым основным холодопроизводительным процессом является охлаждение сжатого газа в ванне с кипящей внешне криогенной жидкостью, либо отвод теплоты при внешним источником "холода" – парокомпрессионные машины, либо газовые холодильные машины.

Вторым холодопроизводительным процессом может быть изотермическое сжатие в компрессоре ниже линии инверсии.

Данный цикл может быть использован для трёх веществ - Ne, H2, He. В том случае, если T уровень предварительного охлаждения ниже температуры инверсии для давления сжатия рабочего тела. Обычно T предварительного охлаждения считается ниже верхней T инверсии для рабочего вещества в цикле.


 

Рефрижераторный режим.

Рисунок 133. Рефрижератор.

Условно разделяем низкотемпературную часть установки на две части – верхнюю и нижнюю. В каждой части есть свой теплоприток и ( обычно, вследствие более хорошей теплоизоляции).

Задаёмся разной недорекуперацией и ( обычно).

Для определения полезной холодопроизводительности записываем уравнение теплового баланса нижней части установки.

Рисунок 134.

(1)↗

Получилось выражение, аналогичное полезной холодопроизводительности цикла простого дросселирования, но не на температурном уровне изотермического сжатия в компрессоре, а на температурном уровне предварительного охлаждения.

Поскольку с понижением температуры тепловой эффект дросселирования увеличивается, его полезная холодопроизводительность в цикле с предварительным охлаждением будет больше, чем в цикле простого дросселирования.

Определим величину теплоты предварительного охлаждения из уравнения теплового баланса верхней части установки.

Рисунок 135. Ступень предварительного охлаждения.

(по – предварительное охлаждение)

(2)

Из (1) в (2):

Теплота предварительного охлаждения затрачивается на:

1) увеличение теплового эффекта дросселирования с температурного уровня изотермического сжатия в компрессоре до температурного уровня предварительного охлаждения;

2) частичную компенсацию потерь вследствие недорекуперации температуры обратного потока на тёплом конце теплообменника;

3) компенсацию теплопритока из окружающей среды к верхней части установки;

Затрачиваемая работа в цикле состоит из 2-ух частей:

1) работа сжатия компрессора;

2) работа, необходимая для получения

Поскольку холодильный коэффициент достаточно высок, то работа, затрачиваемая на получение "холода" предварительного охлаждения, будет невелика по сравнению с работой сжатия в компрессоре.

Пример:

Дано:

воздух;

 

38,9 14,1 0,0512 0,144
46,7 21,9 0,0615 0,173
77,1 52,3 0,101 0,284
123,7 98,3 0,163 0,458

 

Из таблицы видно, насколько температурный уровень предварительного охлаждения влияет на холодильный коэффициент и степень термодинамического совершенства, особенно по сравнению с циклом простого дросселирования.

Предварительное охлаждение обычно применяется для средней и крупной производительности . Для установок меньшей холодопроизводительности применять предварительное охлаждение целесообразно, поскольку усложнение и удорожание установки превалирует над полученной большей холодопроизводительностью.

Для установок с рабочими веществами Ne, H2, He предварительное охлаждение обязательно.

Для Ne, H2 используют ванну с кипящим азотом.

Для He используют два предварительных охлаждения:

1) с жидким азотом;

2) с жидким H2 (или Ne);

Рисунок 136. Зависимость параметров цикла от давления.


 



Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 3652;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.