- •Физические основы получения низких температур Основы искусственного охлаждения
- •Параметры состояния вещества
- •Фазовые превращения вещества
- •Парообразование и конденсация
- •Сублимация
- •Способы получения низких температур
- •Термодинамические основы холодильных машин Основные понятия термодинамики
- •Термодинамические диаграммы состояния
- •Законы термодинамики в холодильной технике
- •Термодинамические процессы и обратный цикл
- •Принципиальные схемы и циклы холодильных машин Классификация холодильных установок
- •Абсорбционная холодильная машина
- •Пароэжекторная холодильная машина
- •Цикл парокомпрессионной холодильной машины с влажным ходом
- •Сухой ход компрессора
- •Принципиальная схема и цикл одноступенчатой аммиачной холодильной машины
- •Принципиальная схема и цикл одноступенчатой фреоновой холодильной машины
- •Сравнение циклов
- •Рабочие вещества паровых холодильных машин и хладоносители. Общие сведения.
- •Теплофизические, физико-химические и физиологические свойства хладагентов
- •Области применения хладагентов.
- •Компрессоры холодильных машин Классификация компрессоров
- •Основные узлы и детали компрессоров
- •Подбор компрессорных холодильных машин.
- •Теплообменные аппараты, вспомогательное оборудование холодильных машин и установок Классификация теплообменных аппаратов
- •Конденсаторы
- •Виды теплообмена и теплопередача
- •Конвективный теплообмен
- •Теория подобия и теплоотдача
- •Основные уравнения теплопередачи
- •Безмашинные способы охлаждения Охлаждение водным льдом
- •Льдосоляное охлаждение
- •Охлаждение холодоаккумуляторами с эвтектическим раствором
- •Охлаждение сухим льдом
- •Испарительное охлаждение
- •Приборы автоматики холодильных установок
- •Способы регулирования параметров охлаждаемого объекта
- •Регулирование заполнения жидким хладагентом испарителя
- •Классификация систем охлаждения холодильных камер
- •Системы непосредственного охлаждения
- •Системы охлаждения с промежуточным теплоносителем
- •Холод в различных отраслях пищевой промышленности Холод в мясоперерабатывающей промышленности
- •Скороморозильные аппараты
- •Применение холода в молочной промышленности
- •Орасительный охладитель
- •Холод в консервной отрасли промышленности
- •Холод в кондитерской промышленности
- •Холод в пивоваренной промышленности
- •Холод в торговле и общественном питании
- •Пуск, обслуживание, регулирование режима и остановка холодильной машины
- •Основы безопасной эксплуатации холодильных установок
Законы термодинамики в холодильной технике
1. Первый закон термодинамики является частным случаем закона сохранения энергии, согласно которому, энергия не исчезает и не возникает вновь, а только переходит из одного вида в другой. Он формулируется так: вся теплота, подведенная к веществу, расходуется на изменение его внутренней энергии и на совершение веществом внешней работы.
,
где
,
- соответственно внутренняя энергия в
начале и конце процесса, Дж,
- работа, совершенная веществом в
процессе, Дж.
Удельная теплота процесса:
.
При изобарных процессах, когда p=const:
,
где
- абсолютное давление, Па,
,
- соответственно удельные объемы вещества
в начале и конце процесса, м3/кг.
.
При анализе и расчетах термодинамических процессов, используют функцию состояния вещества называемую энтальпией:
.
Энтальпия – это полная энергия рабочего вещества в открытой системе, которая получена веществом и расходуется на изменение внутренней энергии вещества и на совершение им работы.
Удельная энтальпия:
,
где
- удельная внутренняя энергия, Дж/кг,
- удельный объем, м3/кг.
Для адиабатического процесса, первый закон термодинамики запишется в виде:
,
для изобарного процесса (например, кипение или конденсация):
2. Второй закон термодинамики – устанавливает, что теплота не может самопроизвольно переходить от системы с меньшей температурой к системе с большей температурой. Это можно выполнить, затратив механическую работу или эквивалентное количество другой энергии.
Направление
процесса теплообмена системы с окружающей
средой, а также любых самопроизвольных
процессов в изолированной системе,
характеризуется параметром состояния
– энтропией. Она определяется
дифференциалом энтропии (
)
как отношение бесконечно малого
количества сообщенной теплоты,
к абсолютной температуре
,
при которой происходит термодинамический
процесс.
Термодинамические процессы могут быть обратимыми, необратимыми и круговыми.
Круговой процесс или цикл – процесс, при котором система из некоторого начального состояния, после ряда изменений, возвращается в то же состояние.
Обратимый процесс допускает возможность возвращения системы в первоначальное состояние, без каких либо изменений в окружающей среде.
Условия превращения теплоты в работу и направленность тепловых процессов, соответствующих второму закону термодинамики, выражаются соотношениями:
для обратимого процесса:
;
для необратимого процесса:
.
Общий вид уравнения для обратимого процесса следующий:
.
Согласно
второму закону термодинамики, можно
сказать, что для адиабатических
изолированных систем, суммарное изменение
энтропии
,
для неизолированных систем
.
Знак равенства относится к обратимым
процессам, неравенство – к необратимым.
В обратимых процессах
и
имеют одинаковый знак, таким образом,
по изменению энтропии можно судить о
направлении процесса теплопереноса.
Если энтропия растет, то происходит
подвод теплоты, если уменьшается, то
теплота отводится. Если энтропия не
меняется, то процесс адиабатический,
т.е. без теплообмена с окружающей средой.
Объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики можно записать:
.
