Физические принципы получения холода
Основой процесса охлаждения является теплообмен между двумя средами — охлаждаемой и охлаждающей. Любой процесс, сопровождающийся поглощением тепла, может быть использован для охлаждения.
Охлаждение среды достигается при помощи разнообразных физических процессов: при помощи фазовых превращений, сопровождающихся поглощением тепла (плавление, парообразование, растворение
Теплоотводящая среда Рис. 7.1 Энергетический баланс компрессионной холодильной установки 1 — компрессор, 2 — конденсатор, 3 — дросселирующее устройство, 4 — испаритель |
Соли); десорбцией газов, расширением сжатого газа, дросселированием (эффект Джоуля-Томсона), посредством вихревого эффекта, размагничивания твердого тела, посредством термоэлектрического эффекта (эффекта Пельтье).
Охлаждение при помощи отдельных процессов (таяние льда, сублимации твердой углекислоты, дросселирования газов) протекает лишь до тех пор, пока не истощается запас этого вещества. Процесс с возобновлением рабочего вещества, или, как его называют, круговой (цикличный) процесс, возможен лишь в условиях энергетических затрат.
Тепло переходит от тела более нагретого к телу менее нагретому, но не наоборот. Некомпенсированный переход тепла от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой невозможен.
В качестве компенсации должна быть совершена механическая работа или другой эквивалентный по направленности процесс.
В соответствии со вторым законом термодинамики непрерывное искусственное охлаждение не может происходить без затрат энергии. Совокупность процессов, которые при этом осуществляет рабочее тело, получила название обратного термодинамического цикла.
В прямом термодинамическом цикле тепло переносится от горячего тела к менее нагретому телу, при этом производится работа. В обратном цикле тепло переносится от холодного тела к нагретому телу, при этом затрачивается энергия на совершение работы.
Posted in Холодильная техника