• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Термодинамічні процеси і оборотний цикл

Для безперервного охолодження потрібно щонайменше три тіла: охолоджуване, приймач теплоти і третє, що переносить теплоту від першого до другого. Воно називається робоче тіло або холодильний агент. Отже, холодильний агент, зазнавши ряду змін, повинен бути повернений у первісний стан і безперервно здійснювати такий коло­вий процес або цикл. Отже, на одній із ділянок колового процесу холодильний агрегат у результаті теплообміну одержує теплоту від охолоджуваного тіла. Ця теплота повинна бути передана приймачу теплоти, яким зазвичай є навколишнє середовище (атмосферне повітря, вода). Температура навколишнього середовища вища, ніж холодильного агента, отже, мимоволі такий перехід теплоти неможли­вий. Тому на іншій ділянці колового процесу до холодильного агента підводиться енергія у вигляді роботи чи теплоти для підвищення його температури настільки, щоб холодильний агент міг передати отрима­ну у попередніх процесах теплоту навколишньому середовищу. На наступній ділянці колового процесу відбувається теплообмін між холодильним агентом і навколишнім середовищем. На останній – холодоагент повертається у вихідний стан.

На відміну від прямого циклу (цикл теплової машини), у якому виробляється робота при переході теплоти від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, коловий процес, у якому підводиться робота (чи теп­лота) для передачі теплоти від менш нагрітого до більш нагрітого тіла, називається зворотним циклом.

Розрізняють три види зворотного циклу (рис. 3.8): холодильний
1-2-3-4, у якому теплота переноситься від охолоджуваного тіла з температурою Т_н до навколишнього середовища Т_н°С; теплового насоса 5-6-7-8, якщо теплота переноситься від навколишнього середовища до тіла з більш високою температурою Т_в; і комбінований 9-10-11-12, що складається з перших двох.

Якщо процеси, що утворюють зво­ротний цикл, будуть оборотними, тобто при їхньому здійсненні не буде остаточних змін у взаємодіючих тіл, то й зворотний цикл буде оборотним.

Зворотний цикл є зразком (етало­ном), тому що на його здійснення потрібно витрати мінімум роботи (теплоти).

Розглянемо, яким повинен бути зво­ротний холодильний цикл, якщо темпе­ратура охолоджуваного тіла і навко­лишнього середовища будуть постійними. З умови оборотності випливає, що холодильний агент повинен одержувати теплоту від охолоджуваного тіла і передавати її навколишньому середовищу теж при постійних температурах; проте він має відрізнятися на нескінченно малу величину, оскільки різниця температур необхідна для здійснення теплообміну. Аналогічно і обмін роботою між холодильним агентом і навколишнім середовищем повинен відбуватися при нескінченно малій різниці тисків. Отже, за таких умов зворотний холодильний цикл повинен складатися з двох ізотермічних і двох адіабатичних процесів. Такий цикл називається циклом Карно.

Зворотний холодильний цикл показаний на діаграмі Т–s (ентропія – абсолютна температура рис. 3.8). В ізотермічному процесі 4–1 кожний кілограм циркулюючого холодильного агента одержує від охолоджуваного тіла теплоту q₀, яка називається питомою масовою холодопродуктивністю холодильного агента, що виражається площею а-4-1-b і рівнянням

(3.23)

В адіабатичному процесі 1-2 при витраті роботи l_k холодильний
агент стискується, внаслідок чого його температура підвищується від Т_прям до Т_н.с. Далі в ізотермічному процесі 2-3 кожний кілограм циркулюючого холодильного агента віддає навколишньому середо­вищу теплоту, що вимірюється площею а32 b

(3.24)

У завершальному адіабатичному процесі 3-4 холодильний агент розширюється з одержанням роботи l_p, і температура холодоагенту знижується від Т_н.с до Т_прям.

Робота циклу дорівнюватиме різниці робіт, витрачених на стискання холодильного агента l_к і отриманої при його розширенні l_p:

(3.25)

Робота циклу перетворюється в теплоту, що підводиться до
холодильного агента. Відповідно до першого закону термодинаміки сума енергії, підведеної до холодильного агента, повинна дорівнювати сумі енергії, відведеної від нього.

(3.17)

Читайте також:

1. V Практично всі психічні процеси роблять свій внесок в специфіку організації свідомості та самосвідомості.
2. Блок 1. Соціально-демографічні та міграційні процеси.
3. Важелі впливу на процеси розвитку ринку капіталу.
4. Виробничий, технологічний і трудовий процеси
5. Виробничі процеси, їх класифікація і принципи організації
6. Вплив нового зовнішньополітичного мислення, американо-радянського співробітництва на світові процеси
7. Вплив опромінення на процеси старіння
8. Вплив рослин та тваринних організмів на процеси переносу
9. Вплив світових фінансових криз на процеси глобалізації.
10. Вплив суб’єктивних факторів на процеси управління ризиком
11. Геодинамічні процеси у озерах і болотах
12. Геологічні процеси і явища

Переглядів: 500