Дросселирование - раздел Философия, Лекция № 1 1.Область применения холода на судах и его свойства Экспериментально Установлено, Что При Прохождении Жидкости Или Газа Через Узк...
Экспериментально установлено, что при прохождении жидкости или газа через узкое сечение (дроссельная шайба, кран, вентиль, пористая среда и др.) происходит снижение давления движущегося потока. Это явление называют дросселированием(мятием). Оно используется в технике для регулирования мощности паросиловых установок, в холодильной технике при получении холода и др.
Выясним, как изменяется температура потока в результате дросселирования. Температура идеального газа при дросселировании не изменяется. Экспериментально установлено, что при дросселировании реальных газов их температура изменяется (эффект Джоуля-Томсона), причём чем больший перепад давлений, тем больше изменение температуры. Для количественной характеристики явления введено понятие дифференциального дроссельного эффекта представляющего собой отношение изменения температуры газа при адиабатном дросселировании (h=const) к изменению давления в дефференциальном процессе.
(11)
Рис.5 Изменение давления
и скорости потока при
дросселировании через
отверстие диафрагмы.
Для реальных газов знак дроссель-эффекта определяется знаком числителя в выражении (1). Если числитель больше нуля, то αh >0 (положительный дроссель-эффект); а так как при дросселировании dp<0, то и dТ<0 т. е.температура газа понижается. При отрицательном дроссель-эффекте: αh <0 и dр<0, значит dТ>0, т.е. температура газа повышается. Если числитель в (1) равен нулю (нулевой дроссель-эффект), то αh =0 и dр<0, значит dТ=0, т.е температура газа не изменяется.
Рис.6 Кривая инверсии реального
газа на T-P диаграмме.
Один и тот же газ в зависимости от его начальных параметров в результате дроссель-эффекта может нагреваться, охлаждаться либо не менять своей температуры. Параметры реального газа, при которых реализуется нулевой дроссель-эффект, носят название точек инверсии, а температура – температурой инверсии. Геометрическое место точек инверсии называется кривой инверсии. На рис 1.3 представлена кривая инверсии на диаграмме Р-Т. Область внутри кривой инверсии даёт положительный дроссель-эффект. Кривая двухфазной области жидкость-пар О-С-К пересекается с кривой инверсии в точке С. Температура в точке С зависит от природы дроссельного вещества.
При параметрах, применяемых в хладо- и теплотехнике, область перегретого пара располагается внутри кривой инверсии, и таким образом, при адиабатном дросселировании перегретый пар охлаждается.
1.3. Процесс расширения с получением внешней работы
Поток вещества, расширяясь от давления р1, до давления р2 в интегральном процессе, может совершать полезную внешнюю работу, если за дроссельным отверстием установить расширительный цилиндр (детандер). В этом случае кинетическая энергия потока будет использована для получения внешней работы, которая может быть снята с вала детандера (в отсутствие расширительной машины кинетическая энергия потока, превращаясь вследствие трения в тепловую энергию, вновь возвращается потоку, при этом полезная внешняя работа равна нулю). Для расширения рабочего вещества в технике низких температур применяют центробежные, осевые, поршневые и винтовые детандеры. При этом температура потока за детандером не будет повышаться и температурный эффект адиабатного расширения будет выше, чем в процессе дросселирования.
Процесс адиабатного расширения сжатого газа сопровождается снижением температуры. При расширении реального газа затрачивается дополнительная работа на преодоление внутренних сил притяжения его молекул и выполнение внешней работы. Для воздуха при р1=9,5 МПа t1=200С при адиабатном расширении р2=0,1 МПа t2=-193,40С.
1.4. Вихревой эффект
Вихревой эффект (эффект Ранка-Хильша) происходит без совершения внешней работы и реализуется с помощью специальной трубы ІІІ, на которой тангенциально к внутренней поверхности расположено сопло І (рис. 1.4). Возле сопла устанавливается диафрагма с концентрическим отверстием порядка 0,4... 0,5 внутреннего диаметра трубы. Диафрагма делит трубу по длине на два участка: справа от диафрагмы располагается холодный участок трубы, слева — горячий участок, оканчивающийся дроссельным клапаном по образующей трубы (рис. , б). При прямоточном движении холодного и горячего потоков сопло и диафрагма с кольцевым дроссельным клапаном разнесены по концам трубы (рис. , а).
Рис.7 Принципиальная схема вихревой трубы:
а – прямоточная; б - противоточная.
Поток сжатого газа (обычно рс = (0,3...0,5) МПа), охлажденного до температуры окружающей среды Тс, подается в сопло, в котором потенциальная энергия давления преобразуется в кинетическую энергию движущегося потока. На выходе из сопла поток поступает по касательной к внутренней поверхности трубы в улитку Архимеда, где закручивается. В трубе поток совершает вращательное движение и поступательное перемещение вдоль оси трубы, разделяясь при этом на два потока - холодный и горячий. Горячий движется по периферии трубы от соплового сечения к горячему торцу трубы (к кольцевому дроссельному клапану), а холодный - по центру трубы к диафрагме (холодному торцу трубы).
Явления, протекающие в вихревой трубе, еще мало изучены. Физическая сущность явления приближенно заключается в следующем. Газовый поток, вышедший из сопла, образует свободный вихрь, угловая скорость вращения которого максимальна у оси и уменьшается по мере приближения к образующей трубы. При движении вихря вдоль оси к дроссельному вентилю, в результате трения между слоями газа, поток приобретает почти одинаковую угловую скорость (режим квазитвердого вихря). При этом внутренние слои потока теряют скорость, а внешние - увеличивают. Поэтому внутренние слои, теряя часть кинетической энергии, охлаждаются, а периферийные слои, приобретая эту часть кинетической энергии, нагреваются.
Так как процесс расслоения газа происходит значительно быстрее выравнивания температур между слоями посредством кондуктивного переноса тепла от более нагретых периферийных слоев к центральным, то внутренние слои потока, охладившиеся при истечении, отдавая свою кинетическую энергию, не получают в поле вихревого разделения эквивалентного возврата тепла. Поэтому внешние слои выходят через кольцевой дроссельный вентиль нагретыми, а внутренние — через отверстие диафрагмы холодными.
Применение холодильных установок на судах Основы рабочих процессов установок работающих по обратным термодинамическим циклам трансформаторов и... Область применения холода на судах и его свойства... Основы рабочих процессов установок работающих по обратным термодинамическим циклам трансформаторов и их...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Дросселирование
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Область применения холода на судах и его свойства
Из курса термодинамики известно, что согласно 2-му закону термодинамики самопроизвольная передача теплоты возможна от тела более нагретого к менее нагретому.
Если в качестве охлаждающего т
Термоэлектрическое охлаждение
Термоэлектрическое охлаждение (эффект Пельтье) заключается в том, что при прохождении электрического тока через цепь, составленную из разнородных полупроводников, в местах контактов (спаев) выделяе
Холодильные агенты и их свойства.
Наиболее доступные холодильные агенты, применяемые в холодильных машинах, - это воздух и вода. Применение воздуха ограничено из-за его малой теплоемкости (1кДж/ кг). Вода используется только в паро
К физиологическим свойствам хладагентов относится их токсичность.
Хладагенты должны обладать запахом или другими свойствами, позволяющими легко выявлять их утечки и быть безопасными для жизнедеятельности человека, не вызывать снижения качества пищевых продуктов.
Хладоносители.
Хладоносителями называют вещества, которые отводят теплоту от охлаждаемых объектов и передают её хладагенту.
Должны иметь: низкую tзамерз, высокую теплоемкость
Типы холодильных машин и их особенности.
Холодильные машины по принципу работы делятся на 3 типа:
1) компрессионные (воздушные и паровые);
2) абсорбционные;
3) эжекторные. теплоиспользующие
Двухступенчатые и каскадные ПКХМ
Применяются при необходимости получения холода на низкотемпературном уровне. К двухступенчатому сжатию переходят при температурах кипения хладагента менее -30оС и >8.
Каскадн
Каскадная холодильная машина
Холодильный цикл с несколькими ступенями сжатия можно осуществлять с помощью общих теплообменных аппаратов. Для одной машины такой аппарат может служить испарителем, а для другой –
Схемы работы поршневых компрессоров.
Объемные – компрессоры в которых сжатие х.а осуществляется за счет сближения стенок, ограничивающих объем в котором находится х.а.
Поршневые холодильные компрессоры
Основные и вспомогательные аппараты холодильной машины.
В состав холодильных установок, кроме компрессоров, входят теплообменные аппараты – испарители, конденсаторы, воздухоохладители, переохладители, регенеративные теплообменники, а также вспомогательн
Пароэжекторные холодильные машины (ПЭМ)
В ПЭМ холодильный цикл осуществляется в результате затраты тепловой энергии, превращающейся в кинетическую энергию струи рабочего пара. Холодильными агентами могут служить вода, аммиак, R12 и др. П
Абсорбционные холодильные машины
Рабочим телом абсорбционной холодильной машины является раствор, состоящий из двух компонентов – хладагента и абсорбента (поглотителя), имеющих разные температуры кипения при одном и том же давлени
Система автоматического регулирования (САР)
Эта система обеспечивает поддержание температуры, давления или уровня в заданных пределах и включает объект регулировки ОР, автоматический регулятор АР и регулирующий орган РО.
Система автоматической сигнализации (САС)
Рис.(14.1 в). Они отличаются от САЗ отсутствием элемента непосредственно воздействующего на агрегат для предотвращения аварии. При достижении Уоб значение Узад, сигнальным устройством выдается свет
ТРВ с внутренним уравниванием давления.
Пусть регулятор перегрева работает на испарительИ с малым сопротивлением. Тогда давление Х.А. на входе и выходе из И будет практически одинаковым
одинаков
Автоматическая защита и контроль холодильных установок
Автоматическая защита обеспечивает быстрое выключение компрессора при нарушении нормальной работы установки и включение аварийной сигнализации.
1) Защита от повышения давления нагн
Эксплуатация холодильных установок.
Эксплуатация холодильных установок включает:
1) Подготовку к первоначальному пуску
2) Пуск
3) Обслуживание в процессе работы
4) Регулирование
5) Останов
Пуск и остановка холодильной установки.
Подготовка к пуску начинается с внешнего осмотра компрессора, проверки уровня масла в картере и плотности сальников, проворачиванием компрессора вручную на 1 - 2 оборота.
При пуске холодил
Температура кипения хладона ( )
Уменьшение на 1 С приводит к снижению холодопроизводительности
компрессора на 4 – 5 %. Может вызвать подмораживание охлажденных продуктов, замерзания хладоносителя в испарителе, ухудшение
Температура (давление) конденсации
Она оценивается по давлению нагнетания либо измеряется по температурной шкале манометра установленного на конденсаторе. Увеличение на 1 С приводит к уменьшению холодопроизводительности на 1 – 2 %.
Продолжительность открытия соленоидных вентелей
Наиболее распространенный способ регулирования температуры в провизионной кладовой заключается в периодической подаче хладагента в испаритель, осуществляемый соленоидным вентилем СВ по сигналу от р
Кондиционирования
Наружный воздух в количестве Мн.в. всасывается вентилятором В через фильтр Ф и первичный воздухоподогреватель ВП1. Слегка сжатый в электровентиляторе ЭВ наружный воздух через воздухоохладитель ВО,
Системы инертных газов.
Для уменьшения коррозии внутренних поверхностей грузовых цистерн нефтеналивных судов необходимо кроме осушения атмосферы цистерны снижать в ней концентрацию кислорода. Последнее еще более важно с т
Требования к изоляционным материалам.
Должен иметь низкий коэффициент теплопроводности и малую плотность, низкую гигроскопичность, водопоглащаемость, паропроницаемость; быть прочным, морозостойким и эластичным, чтобы выдерживать вибрац
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов