48. Воздушные холодильные машины.

Холодильные установки предназначены для охлаждения тел до температуры ниже температуры окружающей среды. Чтобы осуществить такой процесс, необходимо от тела отвести теплоту и передать ее в окружающую среду за счет работы, подводимой извне.

Цикл Карно:

- работа цикла.

;

;

Холодильные машины бывают следующих видов:

1. Парокомпрессионные холодильные машины, в которых рабочим телом является пар, а рабочий процесс протекает в компрессоре.

2. Воздушные холодильные машины, в которых рабочим телом является воздух.

3. Абсорбционные холодильные машины, в которых идёт поглощение паров водными растворами.

4. Пароструйные холодильные машины, имеющие инжекторы в качестве исполнительного механизма.

Воздушная холодильная установка

Для более глубокого охлаждения тел (получения более глубокого холода) используется воздушная холодильная установка (рис.).

Принцип действия воздушной холодильной установки основан на расширении предварительно сжатого и охлажденного воздуха. Воздух из холодильной камеры (4) под давлением p₁ поступает в компрессор (1), где адиабатно сжимается (1–2) до давления p₂ и температуре T₂. Сжатый воздух подается в теплообменник (2), где охлаждается проточной водой до температуры T₃ (2–3), и подается в турбодетандер (3), где адиабатно расширяется (3–4) до давления p₁, при этом температура рабочего тела понижается до значения T₄. Охлажденный воздух поступает в холодильную камеру, где нагревается до температуры T₁ (4–1).

Рис. Схема, p-v и T-s диаграммы воздушной

холодильной установки

Удельное количество теплоты, переданное охлаждающей воде, может быть определено по соотношению

,

удельное количество теплоты, отведенное от воздуха в холодильной камере, по формуле

, (1) а удельная работа цикла при условии постоянства теплоемкости рабочего тела () может быть рассчитана из выражения

или, поскольку для адиабатных процессов (1–2) и (3–4) справедливы следующие соотношения температур:

; ,

определена по формуле. (2)

При использовании соотношений (1), (2) холодильный коэффициент воздушной холодильной может быть определен из формулы

.

49. Рабочий процесс двухтактного и четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Для того, чтобы превратить теплоту в работу нужно совершить какой-то процесс (цикл).

Цикл со смешанным подводом теплоты – цикл Сабате-Тринклера.

- сжатие.

- подвод теплоты.

- расширение.

- отвод теплоты.

Цикл Отто.

- сжатие.

- подвод теплоты.

- расширение.

- отвод теплоты.

Внутренняя (внешняя) мёртвая точка, наружная мёртвая точка – крайние положения поршня.

Ход поршня – движение от внутренней мёртвой точки до наружной мёртвой точки.

Такт – часть рабочего процесса, приходящаяся на один ход поршня.

Двигатели внутреннего сгорания бывают следующих видов:

1. Двухтактные двигатели внутреннего сгорания.

2. Четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания.

- давление, под которым в камеру поступает заряд.

Точка - точка закрытия впускающего клапана.

Коэффициент заполнения - отношение действительного количества заряда по массе к теоретическому количеству заряда, которое могло поступить при данных условиях, то есть .

- процесс сгорания в дизельном двигателе.

Точка - момент проскакивания искры между электродами свечи в карбюраторном двигателе.

Точка - точка открытия выпускного клапана.

Точка - точка открытия впускного клапана.

Точка - точка закрытия выпускного клапана.

Рабочий процесс.

Первый такт – такт всасывания . Во время этого такта происходит окончание выхлопаи наполнение камеры сгорания зарядом.

Второй такт – такт сжатия . Во время этого такта происходит конец наполнения камеры сгорания зарядоми сжатие заряда. В конце процесса сжатия заряда, его температура повышается до какой-то. Для дизельных двигателей эта температура должна быть больше температуры возгорания, то есть, а для карбюраторных двигателей она должна быть меньше температуры возгорания, то есть.

Третий такт – рабочий такт , такт расширения. Во время этого такта происходит сгорание заряда (для дизельных двигателей идля карбюраторных двигателей), расширение зарядаи начинается выпуск.

Четвёртый такт – выхлоп, такт очистки . Во время этого такта идёт выпуски начинается наполнение камеры сгорания зарядом.

Первый и четвёртый такты являются процессами газообмена. Это вспомогательные такты. Вследствие отсутствия в них термодинамики, они являются вредными.