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,實現熱泵的有效作用。為了恢復制冷劑到原始狀態(制冷機中是點4,熱泵里是點2)循環必須是封閉的環形過程。
系數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,逆向卡諾循環的制冷系數約為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。現在來看周圍介質溫度E.。的變化對逆向卡諾循環制冷系數的影響。周圍介質溫度越低,循環溫度界限彼此越接近,則實現這個循環的耗功越少。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的效率影響越強烈。
同冷庫制冷機一樣,擴大該循環的溫度界限,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,轉換系數降低。但是當TO.C升高時,該循環的各能量系數(與制冷機循環不同)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,用它沒有什么優點。本書中不用這個方法。
一般把循環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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