3) Величина силы тока для термоэлектрического элемента имеет достаточно большие значения, т.е. для работы термоэлектрического элемента требуется специальный источник постоянного тока.

Материалы – полупроводники: Bi(Висмут),Te(Теллур),Sb(Сурьма).

Основной недостаток – постоянный перепад температур между горячим и холодным спаем.

Для уменьшения тока и увеличения перепада температур используются многоступенчатые батареи термоэлемента. С помощью такого способа можно получить температуру порядка 180К. Холодильный коэффициент термоэлектрических холодильников крайне невелик – не более 15% для одноступенчатого холодильника.

3)Основные принципы построения низкотемпературных циклов.

Втехнике низких температур наиболее распространенными являются дроссельные циклы, в которых основное понижение температур происходит при дросселировании, а основным холодопроизводящим процессом является изотермическое сжатие в компрессоре для всех веществ, кроме He, Ne, H2.

Дроссельные циклы с одним производящим процессом (изотерм. сжатие в компрессоре) и с несколькими, например с использованием предварительного охлаждения в ванне с кипящей внешней жидкостью или с испарением в газовой холодильной машине

Дроссельные циклы разделяют на 2 категории: газовые и парокомпрессионные.

В газовых циклах после сжатия в компрессоре и охлаждения в концевом холодильнике получается сжатый газ, а в парокомпрессионном – сжатая жидкость. Т.к. в подавляющем большинстве случаев изотермическое сжатие в компрессоре осуществляется при температурах близких к температуре окружающей среды, то рабочее вещество, использующееся в парокомпрессионном цикле должно иметь критическую температуру выше температуры окружающей среды, а температура тройной точки – ниже чем у окружающей среды. В газовых дроссельных циклах Ткр рабочего вещества существенно ниже температуры окружающей среды.

БИЛЕТ 27

1) Изотермическое сжатие в компрессоре идеальных и реальных газов

Изотермическое сжатие в компрессоре.

Рисунок+ =63.+Изотермическое сжатие в компрессоре.

1 сж 2 сж

сж = сж − ( 1 − 2)

0 = 1 = 2 => сж = 0( 1 − 2)

Соотношение между теплотой и работой сжатия зависит от соотношений энтальпий в начале и в конце процесса изотермического сжатия.

Кривая инверсии делит газовую область на две части:

-выше линии инверсии изоэнтальпа имеет положительный угол наклона с осью энтропий

-ниже линии – отрицательный

-на самой линии угол равен нулю

В области малых давлений <0,1 атм газ ведёт себя как идеальный, и изоэнтальпа совпадает с изотермой.

Поэтому при рассмотрении изотермического сжатия газа в компрессоре и определении соотношения между L и Q необходимо учитывать, где относительно линии инверсии проходит процесс изотермического сжатия.

5) Сжатие ниже линии инверсии.

Рисунок 65. Сжатие ниже кривой инверсии.

hсж1>h=2 0( 1 − (2) − ( 1) − 2)сж < сж = 0 1 − 2

6) Сжатие выше линии инверсии.

Рисунок 66. Сжатие выше кривой инверсии. hсж1<h=2 0( 1 − (2) − ( 1) − 2)

сж > сж = 0 1 − 2

Графическое отображение и сравнение работ при сжатии выше и ниже кривой инверсии.

Рисунок 67. Графическое отображение работ сжатия: а) ниже кривой инверсии; б) выше кривой= = инверсии− .

Рассмотрим случай когда сж сж 1 2 Это возможно в двух случаях:

5.Если газ – идеальный, и изоэнтальпы совпадают с изотермами.

6.Если сжатие началось под кривой инверсии, а закончилось выше кривой инверсии, попав на ту же изоэнтальпу.

Рисунок 68. Работа сжатия равна отведённой теплоте: а) идеальный газ; б) реальный газ.

2)Детандирование. Способы организации процессов детандирования. Оценка эффективности расширительных машин.

Детандирование – адиабатное расширение газа или пара с совершением внешней работы. В идеальном случае процесс квазиравновесен и описывается условием S=const

В области умеренного холода используется в воздушных турбохолодильных установках. В области низких температур – ожижение низкотемпературных газов, низкотемпературное разделение газовой смеси, и также в рефрижераторных установках, предназначенных для отвода теплоты из низкотемпературных камер.

Процесс детандеров реализуется с использованием объёмных и турбодетандеров.

Идеальное детандирование

Рисунок 96. Цикл детандирования.