процесс, и совершенно не зависит от природы рабочего тела. Но лишь только мы вводим в действительной машине вместо расширительного цилиндра регулирующий вентиль, картина сразу меняется, цикл Карно перестает существовать, и коэффициент холодопроизводительности процесса е начинает зависеть от природы рабочего тела. Вместо расширения по адиабате 3 — 4 в расширительном цилиндре, мы имеем дроссельный процесс в регулирующем вентиле по линии 3 — 5 (i=const.) (фигура 4). Помимо потери работы ALe, которую совершил бы расширительный цилиндр, мы имеем еще
уменьшает его холодопроизводительность. Если пренебречь работой жидкости в расширительном цилиндре, т. е. членом А. (Р — Р0). V, то с достаточной для практики точностью (за исключением углекислоты) мы можем в дальнейшем потерю работы от замены расширительного цилиндра регулирующим вентилем измерять площадью 3—4 — 6. В результате замены расширительного цилиндра регулирующим вентилем холодопроизводительность Q0 уменьшилась па величину площади 4 — б — 5—4 и измеряется площадью 1 _1—5 — 5, затрата же работы AL увеличилась на величину площади 3 — 4 — 6 (равной 4—5 — 5—4) и измеряется площадью 1 — 2 — 3 — 6—1, коэффициент же холодопроизводительности процесса с регулирующим вентилем
_ Q0 _ площ. 1 — 1 — 5 — 5
“ AL площ. 1—2 — 3 —6 — 1
При наличии расширительного цилиндра мы могли бы иметь
_ Оо
£о —— 5
AL-ALe
ALe — работа расширительного цилиндра, выраженная на фигуре 4 площадью 3 — 4—6.
Потеря, вызываемая регулирующим вентилем, будете0 — е ALe
е0 AL
Т0 „ ALe Т
а принимая ео =--, имеем С =--— .---
Т-Т0 AL Т0
Очевидно, что характер протекания нижней пограничной кривой имеет сильное влияние на размер площади 3 — 4—6, т. е. на величину потери С от замены расширительного цилиндра регулирующим вентилем; чем круче протекает нижняя пограничная кривая, тем слабее будет сказываться вредное влияние регулирующего вентиля и, наоборот, чем по-ложе протекание этой кривой, тем ощутительнее будет потеря в нем. Очевидно, что потеря в регулирующем вентиле в процентном отношении будет тем меньше, чем мепыпе будет отношение площадей 3 — 4 — 6 и 1-2-3-6-1, т. е., другими словами, величина этой потери зависит от теплоты парообразования холодильного агента. При одинаковом характере протекания нижней пограничной кривой, применение холодильного агента с большей теплотой парообразования было бы наиболее выгодным. Аммиак и сернистый ангидрид в этом смысле можно считать почти равноценными: теплота парообразования аммиака приблизительно в три раза превосходит теплоту парообразования сернистого ангидрида, но зато почти во столько же раз теплосодержание жидкого аммиака больше теплосодержания жидкого сернистого ангидрида. Приблизительное равенство,
при одинаковых температурах, отношений — (где q —
теплота жидкости, а г—теплота парообразования) для аммиака и сернистого ангидрида является причиной того, что относительная потеря в регулирующем вентиле для аммиачных и сернистых машин оказывается при одних и тех же условиях работы почти одинаковой (в зависимости от температур С=0,04 — 0,06). Для углекислоты условия складываются черезвычайно неблагоприятно (£=0,15 — 0,40), так как вследствие приближения к критической точке теплота парообразования становится очень небольшой, теплота же жидкости растет при этом очень быстро,
и отношение — становится черезвычайно невыгодным, г
Бороться с этим явлением можно лишь путем переохлаждения жидкости, которое в работе углекислотных машин играет поэтому весьма важную роль. При наличии переохлаждения, точка 3 (фигура 5) переходит в положение 3 по линии постоянного давления, практически совпадающей с нижней пограничной кривой, и процесс мятия в регулирующем вентиле изображается кривой по-
Фигура 5.
стоянного теплосодержания 3j — 5, (i=const.). При той же затрате работы AL, выражаемой площадью
1 — 2 — 3 — 6 — 1, получается выигрыш холодопроизводительности в виде площади под прямой 5 — б,. Если в аммиачных и сернистых машинах, в случае работы с переохлаждением, мы с достаточной точностью могли характеризовать состояние холодильного агента перед регулирующим вентилем точкой 3, лежащей на нижней пограничной кривой, то для углекислоты это состояние характеризуется точкой 8Х, лежащей на линии 3 — 3i постоянного давления, заметно уклоняющейся влево от нижней пограничной кривой (фигура 6). Отсюда видно, какое большое значение имеет переохлаждение в угле-
Фигура 6.
кислотной машине, вследствие большого теплосодержания сконденсированной жидкости при приближении к критической точке. При наличии достаточного количества холодной воды экономичность работы углекислотной машины может быть повышена настолько значительно, что ее коэффициент холодо-производительиости е будет лишь незначительно уступать коэффициентам холодопроизводительности аммиачной или 5 сернистой машин.
С точки зрения теории, переход к сухому ходу, т. е. к засасыванию
Фигура 7.
компрессором сухого насыщенного пара (работа с перегревом), для аммиачной и сернистой машины невыгоден, так как при этом относительное увеличение холодопроизводительноети оказывается меньшим по сравнению о соответствующим увеличениемзатраты работы, т. е. (фигура 7) . Практика, однако, показывает, что работа с перегревом дает выигрыш в абсолютной и удельной холодопроизводительности машины в 15 —18%; объяснение этого кажущегося противоречия теории с практикой надо искать прежде всего в ослаблении вредного влияния теплообмена пара со стенками цилиндра и в уменьшении потерь холода во всасывающем трубопроводе при сухом ходе. Несмотря на большую разницу температур в цилиндре компрессора при сухом ходе, благодаря несравненно худшей теплопроводности сухого и перегретого пара, теплообмен между холодильным агентом и стенками цилиндра происходит далеко не так интенсивно, как при влажном паре. Короче говоря, мы имеем при сухом ходе в аммиачных и сернистых машинах худший идеальный коэффициент холодопроизводительности, но в действительности большее к нему приближение, и в конечном счете сухой процесс оказывается выгоднее влажного.
В углекислотных машинах работа с перегревом, и с точки зрения теории является более выгодной,., так как, с одной стороны, благодаря очень значительной в этих машинах потере от замены расширительного цилиндра регулирующим вентилем, а с другой стороны, благодаря очень пологому протеканию изобар (р=const.) в области перегрева,—относительное увеличение холодопроизводительности оказывается большим по сравнению с соответствующим увеличением затраты работы, т. е.
гр > -д£- (фигура 8). При выборе-
Холодильного агента, кроме тех свойств его, о которых говорилось выше, практически необходимо-также принять во внимание те-
Фигура 8.
давления и те объёмы, в пределах которых работает та или иная машина. Если наинизшую границу температуры в испарителе принять—20°С, то абсолютные давления в испарителе будут (фигура 9): для S02 — 0,65 килограммр./см.2, для NH3 — 1,94 килограммар./см.2 и для С02 — 20,3 килограммар./см.2. При наивысшей температуре конденсации —j— 30°С, получаются соответственно следующие давления в конденсаторе: для S02—4,67 килограммр./см.2, для NH3 —11,9 килограммр./см.2, для С02 - 73,1 килограммр./см.2. Приходится отметить, что в нормальных условиях работы аммиачной машины давление NH3 изменяется в пределах от 1,9 до 12 абс. атмосфер, т. е. не выходит за пределы тех обычных давлений, с которыми приходится иметь дело в паровых машинах. Сернистые машины работают при значительно более низких давлениях, и при температуре испарения ниже — 10°С давление в испарителе оказывается ниже атмосфер-
Ат И
ного. Это последнее обстоятельство может привести к засасыванию воздуха в систему, к понижению холодопроизводительности машины, а при наличии влаги в воздухе — к образованию серной кислоты, разрушающей машину, почему применение сернистых машин не может быть рекомендовано в тех случаях, когда необходимо понижение температур испарения ниже — 10°С. Углекислотные машины работают при давлениях, значительно превосходящих те давления, при которых работают аммиачные и сернистые машины, почему потеря холодильного агента в атмосферу оказывается у них значительно большей.
> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Характеристикой экономичности работы X
