Будова, характеристика та розрахунок компресійної парової холодильної машини
Таким чином, на прикладі зворотного циклу Карно енергетичний баланс любої холодильної машини
Q0 + L = Q де L - робота реального циклу.
Термодинамічна ефективність холодильних циклів виражається відношенням холодопродуктивності Qo до затраченої роботи, L причому це відношення називається холодильним коефіцієнтом і позначається є. Коефіцієнт є виражається залежністю
е = Q0/L = Q/Q-Q0
Холодильний коефіцієнт показує, яка кількість тепла сприймається холодильним агентом від охолоджуваного середовища на одну одиницю затраченої роботи.
3. Методи штучного охолодження
В процесах штучного охолодження зниження температури холодильного агенту, який відіграє роль переносника тепла, відбувається з допомогою: І) випаровування низько киплячих рідин; 2) розширення різноманітних попередньо стиснених газів [2,3].
Розширення газів можна здійснити:
А) при пропусканні газу через дроселюючий пристрій, який викликає звуження потоку з наступним його розширенням — шайбу з отвором, вентиль і т.п.; у випадку дроселювання розширення газу протікає Ізоентальпійно і без здійснення зовнішньої роботи.
Б) при розширенні газу в детандері - машині, збудованій подібно до поршневого компресора або турбокомпресора; процес охолодження при розширенні газу в детандері в теоретичному циклі відбувається адіабатично і з здійсненням зовнішньої роботи.
Випаровування иизькокиплячих рідин. Для виробництва холоду широко використовується випаровування різноманітних рідин, які володіють низькими, зазвичай від'ємними, температурами кипіння. При випаровуванні такі рідини охолоджуються за рахунок зменшення ентальпії до температури кипіння при тиску випаровування. Так, наприклад, якщо рідкий аміак випаровується при тиску 1 ат, то його температура знижується до -34°С -температури кипіння аміаку при даному тиску. При цьому аміак можна використовувати для охолодження різних середовищ до температур, які
приблизно рівні -30°С. У випадку випаровування аміаку при підвищених тисках його температура кипіння підвищується і він може бути використаний для охолодження до менш низьких температур.
Дроселювання газів. При дроселюванні робота, яка здійснюється газом, затрачається на подолання тертя в отворах дроселюю чого приладу і переходить в тепло, в результаті чого процес розширення відбувається без зміни ентальпії (ізоентальпійно).
У випадку ідеального газу при постійності ентальпії зберігається постійною і температура газу. Дроселювання ж реальних газів супроводжується, не дивлячись на постійність ентальпії, зміною температури газу.
Явище зміни температури реального газу при його дроселюванні отримало назву дросельного ефекту або ефекту Джоуля-Томсона. Дросельний ефект вважається позитивним, якщо при дроселюванні газ охолоджується, і від'ємним, якщо газ нагрівається.
Температура газу, при якій дросельний ефект перетворюється на нуль, називається інверсійною. Більшість газів мають високу інверсійну температуру і при дроселюванні охолоджуються. Від'ємним дросельним ефектом володіють водень і гелій, які, на відміну від інших газів, при дроселюванні нагріваються.
Відношення нескінченно малої зміни температури до викликаю чого його нескінченно малого пониження тиску газу називається диференціальним дросельним ефектом