制冷機的熱力學基礎4
在缸1過程中完成制冷機的有效作用,而在2—3過程中,實現(xiàn)熱泵的有效作用。為了恢復制冷劑到原始狀態(tài)(制冷機中是點4,熱泵里是點2)循環(huán)必須是封閉的環(huán)形過程。
系數(shù)εc與工質的性質無關,只與低溫熱源溫度TXи。和周圍介質溫度TO.C有關。隨著TXи的降低,最小功Lmin迅速增加。若取周圍介質溫度為20℃,可以求得:當被冷卻物的溫度為10℃時,逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)約為30;而在0℃時,則減小一半;在-20℃時,再減小一半。實際上由于一臺冷庫壓縮機和幾臺熱交換設備中的能量損失,制冷系數(shù)的降低將多得多。由此得出一個重要的結論,任何時候也不要使冷卻對象的溫度比需要的低。現(xiàn)在來看周圍介質溫度E.。的變化對逆向卡諾循環(huán)制冷系數(shù)的影響。周圍介質溫度越低,循環(huán)溫度界限彼此越接近,則實現(xiàn)這個循環(huán)的耗功越少。如果被冷卻對象的溫度相當高,則周圍介質溫度的變化對循環(huán)的效率影響越強烈。
同冷庫制冷機一樣,擴大該循環(huán)的溫度界限,導致降低其能量效率。當需要使被加熱物體的溫度TXи達到較高的溫度值時,轉換系數(shù)降低。但是當TO.C升高時,該循環(huán)的各能量系數(shù)(與制冷機循環(huán)不同)得到改善。
在實際制冷機中進行的是不可逆過程,因此功耗比卡諾循環(huán)大得多。
為了從熱力學上評價不可逆性,往往利用炯的分析方法毛但是在分析單級蒸汽壓縮機時,用它沒有什么優(yōu)點。本書中不用這個方法。
一般把循環(huán)的不可逆性分為內部和外部不可逆性。內部不可逆性表征制冷劑內部平衡性被破壞而引起的損失。例如摩擦或壓縮機氣缸里蒸汽溫度不均勻等。外部不可逆性,是由于制冷劑與周圍介質或被冷卻介質之間的平衡性被破壞,即傳熱過程中的最終溫差而引起的。
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