812

Наибольшее применение получили водоаммиачные холодильные машины, в которых аммиак является хладагентом, имеющим более низкую температуру кипения, а вода – абсорбентом. Схема абсорбционной водоаммиачной холодильной машины приведена на рис. 9.7. Из испарителя И аммиак с температурой T1 и давлением p1 поступает в абсорбер А. Вода, используемая. в качестве абсорбента, поглощает аммиак с выделением теплоты. Чтобы не уменьшалась поглотительная способность раствора, теплота абсорбции q3 отводится из абсорбера каким-либо теплоносителем. Полученный крепкий водо-аммиачный раствор перекачивается насосом Н в парогенератор П, где в процессе

подвода теплоты q0 происходит выпаривание из раствора аммиака. В парогенераторе давлении p2 создается таким, чтобы температура аммиачного пара превышала температуру теплоносителя, охлаждающего конденсатор К. Процесс охлаждения и конденсации хладагента протекает при постоянном давлении. В дросселе Д1, вследствие уменьшения давления, аммиак начинает кипеть, его температура снижается. В испарителе за счет подвода тепла q2 от охлаждаемого тела продолжается фазовый переход хладагента из жидкого состояния в газообразное. Далее цикл повторяется. В контуре циркуляции абсорбента установлен дроссель Д2 для понижения давления воды до p1.

Цикл абсорбционной водоаммиачной холодильной машины представлен на рис. 9.8. Процессы, происходящие с аммиаком в абсорбере и в паро-

источника, способного сохранять низкий уровень температуры продолжительное время.

Вопросы для самоконтроля

1.Объяснить принцип работы ПКХМ.

2.Изобразите цикл ПКХМ в Тs - координатах.

3.Что понимается под холодильным коэффициентом?

4.Какую функцию выполняет дроссель?

5.Какую функцию выполняет компрессор?

6.Изобразите цикл ВХМ в р v - координатах.

7.Поясните принцип работы теплового насоса.

114

Глава 10. Компрессоры

10.1. Типы компрессоров

Сжатые газы широко используются в сельскохозяйственном производстве как в качестве энергоносителей, так и рабочего тела в различных технологических процессах. Машины для создания давления и подачи газа потребителю называют вентиляторами, воздуходувками, компрессорами.

Компрессоры создают избыточное давление от 0,15 МПа и более; нагнетатели и насосы – от 0.02 до 0.2 МПа; вентиляторы повышают давление газов до 0,02 МПа.

По принципу действия компрессоры делятся на две группы: объемные и динамические.

Вобъемных компрессорах повышение давления достигается сжатием газа путем сближения ограничивающих его стенок. Объемные компрессоры подразделяются на поршневые, ротационные, винтовые, спиральные, мембранные.

Вдинамических компрессорах газу первоначально со-

общается некоторая кинетическая энергия, которая затем в специальных каналах (диффузорах) преобразуется в потенциальную энергию давления. Динамические компрессор подразделяются на лопаточные и струйные. На рис. 10.1 представлена схема поршневого одноступенчатого охлажда

рис.10.1 емого компрессора. В цилиндре 1 поршень 2 перемещается кривошипно-шатунным механизмом. При движении поршня слева направо открывается впускной клапан 3 и цилиндр заполняется газом. При обратном движении поршня впускной клапан закрывается, объем газа в цилиндре уменьшается, а давление увеличивается. Давление на выходе из компрессора устанавливается регулировкой выпускного клапана 4. При открытии последнего газ выталкивается поршнем из цилиндра и подается потребителю с давлением нагнетания. С целью снижения энергии, за-

115

трачиваемой на сжатие газа, цилиндр охлаждается теплоносителем 5.

Схема ротационного компрессора показана на рис.10.2. В корпусе 1 эксцентрично расположен ротор 3, в пазах которого свободно скользят пластины 2. При вращении ротора под действием центробежных сил пластины плотно прижимаются к корпусу, препятствуя перетеканию газа из одной

полости в другую. Попавшая между пластинами порция газа по ходу вращения ротора уменьшается в объеме, за счет чего и повышается давление.

Рис.10.2

На рис. 10.3 представлена схема винтового компрессора. В корпусе 3 на подшипниках 1 и 4 установлены два ротора: ведущий 7 и ведомый 6. Для предотвращения утечки газов по валам роторов установлены специальные уплотнения 2.

Рис. 10.3

Синхронное вращение роторов обеспечивается шестернями связи 5. В корпусе имеются патрубки для всасывания и нагнетания газа с окнами против торцов роторов.

По мере того как роторы делают один оборот, всасывающее окно перекрывается зубьями, а поступившая порция газа, перемещаясь вдоль роторов. Зубья ведущего ротора входят в соответствующие углубления в ведомом роторе, в результате чего объем газа уменьшается, а давление увеличивается. К противоположному торцу роторов газ посту-

116

пает в сжатом состоянии и выталкивается в нагнетательное окно.

Схемы лопаточных компрессоров приведены на рис.10.4 и рис. 10.5. В центробежном компрессоре (см. рис. 10.4) в корпусе 1 вращается диск 2, выполненный с рабочими лопатками в виде каналов 3.

Газ, поступивший в межлопаточные каналы, отбрасывается центробежными силами к периферии и попадает в диффузоры 4, лопатки которых укреплены в корпусе. В диффузорах происходит преобразование кинетической энергии газа в потенциальную энергию давления. Через нагнетательный патрубок сжатый газ поступает потребителю.

В осевом компрессоре (см. рис. 10.5) направление движения газа совпадает с осью ротора. Рабочие лопатки компрессора 1 закреплены в кольцевых проточках ротора 6, образуя форму дисков. Осевое расстояние между дисками обеспечивает размещение в корпусе 5 лопаток 2 спрямляющего аппарата, выполняющего роль диффузора. Канал, образованный лопатками одного диска и последующего за ним спрямляющего аппарата, называют ступенью компрессора. Спрямляющие лопатки первого ряда 3 и конффузор 4 обеспечивают осевое направление входящего в компрессор воздуха. При вращении ротора кинетическая энергия газа в каналах между рабочими лопатками становится существенной. Газовый поток, проходя далее диффузор 7, преобразует. кинетическую энергию в энергию сил давления. Давление на выходе из компрессора определяется количеством ступеней.

117

Кпоказателям компрессорных машин относят:

–тип компрессора;

–число ступеней, z;

–степень повышения давления в компрессора это отношение давления на выходе из компрессора к давлению на

118