Свойства основных рабочих тел и хладоносителей.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒

                                                                   7

Рабочие тела холодильных машин и их классификация. Под рабочим телом, или холодильным агентом, принято понимать физическое тело, с помощью которого совершается холодильный цикл. От характеристики рабочего тела зависит конструкция холодильной машины и расход энергии, в связи с этим при выборе учитывают его термодинамические, теплофизические и другие свойства.К наиболее применяемым рабочим веществам относят фреоны, аммиак, чистые углеводороды и воду.

Фреоны представляют из себягалогенные производные углеводородов. Фреоны малотоксичны, не взрывоопасны, слабо реагируют с конструктивными материалами.

Аммиак обладает хорошими термодинамическими свойствами. При этом аммиак токсичен, взрывоопасен и химически активен с цветными металлами. Но, несмотря на это, аммиак имеет широкое применение.

В качестве холодильных агентов в нефтехимической промышленности используют чистые углеводороды: пропан, этан, этилен и др.

Воду из-за высокой температуры замерзания используют лишь при температурах выше 0 °С.

                                                                          8

Требования, предъявляемые к свойствам рабочих тел. Рабочее тело, которое циркулирует в замкнутой холодильной машине и обеспечивает отвод тепла от объекта охлаждения, называется хладагентом. В качестве хладагентов в парокомпрессионных холодильных машинах, начиная с 1874 года, используется аммиак, с 1930 – фреоны.

В общем случае к хладагентам относятся рабочие вещества, нормальная температура кипения (при давлении 1 бар) которых находится в пределах от 283 до 145К [14-16, 23]. При более низких температурах рабочие вещества принято называть криоагентами. Требования к хладагентам подразделяются на следующие группы:

экологические — главное экологическое требование - это озонобезопасность, а также не горючесть и не токсичность;

термодинамические— высокая объемная холодопроизводительность; низкая нормальная температура кипения и сравнительно низкое давление конденсации; высокий коэффициент теплопроводности; низкая вязкость хладагента, обеспечивающая малые гидравлические потери;

эксплуатационные— термохимическая стабильность, химическая совместимость с конструкционными материалами и холодильными маслами, высокая растворимость в масле;

экономические— наличие промышленного производства, низкие цены.

а) низкая температура замерзания. Она должна быть ниже температуры испарения хладагента в испарителе на 5-8 градусов;

б) большая теплоемкость и теплопроводность;

в) малые вязкость и плотность;

г) химическая нейтральность к конструкционным материалам;

д) химическая стойкость и безвредность;

е) невысокая стоимость и доступность.

Практически нет таких хладоносителей, которые бы полностью удовлетворяли ука­занным требованиям.

                                                                                    9

К жидким хладоносителям относятся водные растворы солей — рассолы и однокомпонентные вещества, замерзающие при низ­ких температурах (этиленгликоль, кремнийорганическая жидкость). Применяют водные растворы солей NaCl, MgCl₂, СаС1₂, температура замерзания которых до известного предела (состояния криогидратной точки) зависит от концентрации рассола. Для раствора NaCl криогидратная точка -21,2°С, для MgCl₂-33,6°С, для СаС1₂ -55°С. Для уменьшения Хладоносители — это ряд веществ, химические свойства которых позволяют отводить тепло от охлаждаемых объектов и передавать его используемым хладагентам. Перечень основных требований, предъявляемых к данным веществам, включает в себя низкую плотность и вязкость, большую теплоемкость и теплопроводность. Помимо этого, они обязаны обладать низкой температурой замерзания. В сравнении с показателем испарения хладагента, данный показатель должен быть ниже на порядок 5-8 градусов Цельсия. Следующим важнейшим требованием является химическая нейтральность. Вещество не должно вызывать преждевременный износ конструкционных материалов, используемых в устройстве холодильного оборудования. Доступный ценовой диапазон — это заключающий аспект, которому должен соответствовать нормальный хладоноситель. На сегодняшний день довольно сложно найти подходящее вещество, свойства которого бы полностью соответствовало всему перечню представленных требований. Поэтому приходится искать оптимальный вариант с учетом конкретных эксплуатационных требований.Как известно, вода — это самый доступный вариант надежного хладоносителя. Однако, с учетом высокой температуры замерзания, такой тип лучше всего подходит для систем кондиционирования и охлаждения воздуха, с учетом наличия температурного уровня выше нуля. Если необходимо создать оптимальные условия при низких температурах, чаще всего используют водные растворы солей (рассолы). Свойства таких веществ в полной мере зависят от процентного содержания той или иной соли. Этот показатель также влияет на температуру замерзания. коррозирующего действия рассолов на металлические части оборудования в них добавляют пассиваторы: силикат натрия, хромовую соль, фосфорные кислоты.Твердые хладоносители — это эвтектический лед, образующий­ся при криогидратной температуре, представляющий собой смесь льда и соли и имеющий постоянную температуру плавления

                                                                                   10

Способыполучения искусственного холода: охлаждение путем дросселирования.

Существуют несколько способов получения искусственного холода. Самый простой из них — охлаждение при помощи льда или снега, таяние которых сопровождается поглощением довольно большого количества тепла. Если теплопритоки извне малы, а теплопередающая поверхность льда или снега относительно велика, то температуру в помещении можно понизить почти до 0°С. Практически в помещении, охлаждаемом льдом или снегом, температуру воздуха удается поддерживать лишь на уровне 5—8°С. При ледяном охлаждении используют водный лед или твердую углекислоту (сухой лед). Ледяное охлаждение имеет существенные недостатки: температура хранения ограничена температурой таяния льда (обычно температура воздуха на ледяных складах 5— 8°С), в ледник необходимо закладывать количество льда, достаточное на весь период хранения, и добавлять по мере необходимости; значительные затраты труда на заготовку и хранение водного льда; большие размеры помещения для льда, превышающие примерно в 3 раза размеры помещения для продуктов; значительные затраты труда на соблюдение необходимых требований, предъявляемых к хранению пищевых продуктов и отводу талой воды. Искусственного охлаждения можно достигнуть также, если смешать лед или снег с разведенными кислотами Например, смесь из 7 частей снега или льда и 4 частей разведенной азотной кислоты имеет температуру -35°С. Низкую температуру можно получить и растворением солей в разведенных кислотах. Так, если 5 частей азотнокислого аммония и 6 частей сернокислого натрия растворить в 4 частях разведенной азотной кислоты, то смесь будет иметь температуру —40°С.Дросселирование.Так называют расширение газа жидкости при проходе ими суженного отверстия. В процессе дросселирования наряду с расширением происходит понижение давления рабочего тела, при этом внешней работы оно не совершает.Дросселирование жидкостей сопровождается их частичным парообразованием и понижением температуры. При дросселировании наблюдается большое парообразование жидкости, чем при адиабатном расширении, так как работа сил трения при движении жидкости через узкое сечение превращается в теплоту и передается дросселируемой жидкости. Дросселирование используется для глубокого охлаждения и сжигания газов.

                                                 11

Способы получения искусственного холода: охлаждение при расширении газа с отдачей внешней работыВ промышленности глубокое охлаждение применяют для сжижения разделяемых парогазовых и газовых смесей. Полученные таким способом газы широко используются в химической промышленности: азот — для получения химических удобрений, кислород, метан и этилен — для производства минеральных кислот и т.п.

Искусственное охлаждение в большинстве случаев осуществляется двумя методами:

• испарением низкокипящих жидкостей;

• расширением различных предварительно сжатых газов с помощью дросселирования или детандирования.При испарении низкокипящих жидкостей последние охлаждаются за счет уменьшения внутренней энергии.Дросселирование представляет собой процесс расширения газа при его прохождении через сужающее устройство, в результате чего давление газа снижается. Энергия, необходимая для расширения газа при дросселировании, когда поступление теплоты извне отсутствует, может быть получена только за счет внутренней энергии самого газа. Дроссельный эффект (эффект Джоуля—Томсона) — это изменение температуры газа при дросселировании в условиях отсутствия теплообмена с окружающей средой.Детандирование — это расширение газа в расширительной машине — детандере. По своей конструкции этот агрегат аналогичен поршневому компрессору или турбокомпрессору. При детандировании газ охлаждается вследствие снижения внутренней энергии и совершения внешней работы

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США