Т TMAX 6

 
 


КМ

Атм. Воздух 1 5

 

 
 


1

РТ ТОС qP

 

2 4 5

2

ДТ DT2-4

4

TMIN

3 3

 
 


ХК

 

В случае перестановки детандера за холодильную камеру, температурный режим будет выше, чем в первом случае.

 

 

T

P =1 атм

TOC

2 P <1 атм

3

       
 
   
 


qO 5

S

 


2-3 – процесс в холодильной камере.

 

35. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОТИ ГАЗОВЫХ ЦИКЛОВ

 

Существует два направления:

1) снижение максимальной температуры цикла («суженые» циклы);

2) многоступенчатое сжатие и расширение.

  1. Снижение максимальной температуры цикла.

- холодильный коэффициент.

Цикл в T-S – диаграмме:

 

T

2

2¢

TB 3

3¢

TH

4¢

4 S


Так как QO = G qO = const, где G – количество циркулирующего газа, то с уменьшением qO должно увеличиваться G, что приводит к увеличению потребляемой электрической энергии.

  1. Многоступенчатое сжатие и расширение.

 

 

Цикл в T-S – диаграмме для трехступенчатого сжатия и расширения:

 

T

 
 

 


5 2

TB

 
 

 


TH

1

6

S

 

Если , то цикл Джоуля трансформируется в цикл Карно.

Итак, в основе газовых процессов лежат два идеальных цикла Джоуля и Карно. В рассмотренных схемах за основу принимался цикл Джоуля – подвод и отвод тепла по изобарам. Все показатели реальных циклов меньше идеальных, а для увеличения показателей необходимо уменьшить DТ.

Регенеративные схемы газовых ТТ имеют меньшую степень сжатия и расширения, следовательно, потери меньше, а эффективность выше.

 

36. ГАЗОЖИДКОСТНЫЕ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРЫ

 

Чаще их называют криорефрижераторными установками (или системами). В отличие от парожидкостных термотрансформаторов, рабочее тело походит состояние не только пара и жидкости, но и газа.

Температура кипения tO = - 200…-250 ОС.

Рабочие тела: азот, аргон, гелий, кислород, углекислота.

Для газа имеют место неравенства: Т > ТКР, Р > РКР.

Основной принцип работы газожидкостных ТТ основан на последовательном процессе глубокой регенерации и дросселирования.

Процесс дросселирования и его характеристики:

 

T

a<0

     
 
 
 

 

 


a=0

 
 


a>0

 

 

S

Основным показателем процесса дросселирования является эффект Джоуля – Томпсона или дроссель – эффект:

 

 

Так как ¶Р < 0, то возможны три варианта:

1) ¶Т > 0, значит a < 0;

2) ¶Т < 0, значит a > 0;

3) ¶Т = 0, значит a = 0.

Дроссель – эффект a зависит от начальной температуры и давления. Процесс 3 – 3¢ называется инверсионным, он соответствует процессу идеального газа. А температура в этом случае называется температурой инверсии (зависит от рода газа):

Т3 = ТИНВ.

В обычных условиях для большинства технических газов a > 0.

 

37. ЦИКЛ ЛИНДЕ

 

На основе этого цикла работают криорефрижераторные установки.

Схема цикла Линде и его изображение в T-S – диаграмме:

 

           
   
   
 
 
 


QOC T 2

2

TOC 3

TO KM 1

4

3 3¢

1 5

PT 6 4¢

8 5¢

6 7

PB 6¢

И 8 9

7 S


QO