Предмети:
- Вступ
- Круговий процес
- Журнал ph діаграми
- Порівняйте R134a з R1234yf
Вступ:
Процес охолодження в системі кондиціонування повітря автомобіля використовує зміни стану речовини. Під час зміни стану, наприклад переходу з рідини в пару, змінюється молекулярна структура речовини, для чого необхідне тепло. Теплота поглинається при переході рідини в пару, і в протилежному випадку при переході від пари до рідини тепло виділяється.
Якщо ми подивимося на передачу тепла в навколишнє середовище та з нього, то побачимо, що під час процесу випаровування середовище охолоджується, тоді як тепло виділяється, а середовище нагрівається під час конденсації. Це охолодження середовища відбувається у випарнику, тоді як нагрівання відбувається в конденсаторі. Цей процес безперервно повторюється, тому він відомий як круговий процес.
На сторінці «Знайомство з системою кондиціонування повітря» процес циклу з різними компонентами системи кондиціювання повітря описано практичним чином. На цій сторінці ми детальніше розглянемо цей процес циклу за допомогою логарифмічної діаграми pH.
Процес переробки:
Перш ніж ми покажемо повну діаграму логарифму pH, давайте почнемо з процесу циклу кондиціонування повітря. У цьому процесі циклу ми використовуємо діаграму холодоагенту R134a. На цій діаграмі виділено одна від одної зони для газу, газу-рідини та рідини. Критична точка знаходиться вгорі, при 101 градусі Цельсія і тиску 40 бар. Це максимальні температура і тиск, при яких холодоагент є хімічно стабільним. Тепловміст (ентальпія) відкладається на графіку залежності тиску на осі абсцис. Хоча ми часто називаємо це «діаграмою рН», насправді це «логарифмічна діаграма рН» через логарифмічне масштабування.
- У точці 1 на схемі запускається компресор, який забирає холодоагент з випарника. Тиск 2 бар;
- Газ стискається від 1 до 2, збільшуючи тиск і вміст тепла. Тиск і температура піднімаються до 15 бар і 70 градусів Цельсія. Газ перегрівається;
- Через виділення тепла в конденсаторі вміст тепла зменшується, а отже, спочатку і температура. Газ втрачає перегрів між точками 2 і 3, внаслідок чого температура падає з 70 до 55 ° C.
- Від точки 3 до 4 відбувається тепловиділення при постійній температурі. Тут газ перетворюється на рідину. Тиск залишається постійним;
- При подальшому охолодженні рідина трохи переохолоджується (від 4 до 5). Переохолоджена рідина під високим тиском 15 бар досягає звуження в точці 5: капілярний або розширювальний клапан. Тут високий тиск відокремлений від низького. Що стосується компресора, ми також можемо сказати, що тиск нагнітання відокремлений від тиску всмоктування.
Через раптове падіння тиску в звуженні температура кипіння холодоагенту в рідкій фазі знизиться, викликаючи спонтанне випаровування. Необхідне для цього тепло спочатку відбирається від самого холодоагенту та його оточення. Це залишається вміст тепла практично постійний. Потім відбувається повне випаровування у випарнику від точки 6 до 1. Температура кипіння холодоагенту падає між точками 5 і 6 з 50° C до -10°C, зрештою нагрівається до точки 1 як газ до 0°C. Тепловміст холодоагенту збільшується, при цьому необхідне тепло відбирається з навколишнього середовища, в даному випадку повітря, що проходить через випарник. Тиск і температура залишаються практично постійними. Холодоагент виходить із випарника у вигляді пари та знову всмоктується компресором у точці 1. Процес повторюється.
Журнал pH діаграми:
У попередньому розділі була показана логарифмічна діаграма pH, яка показує процес циклу (від випаровування до конденсації холодоагенту. На зображенні нижче показано стан холодоагенту при певному тиску по відношенню до ентальпії (вміст тепла), у якому процес циклу позначено темно-синьою лінією.
Зліва на діаграмі розташована область рідини. При низькій ентальпії холодоагент знаходиться в рідкому стані. Із збільшенням ентальпії досягається лінія рідини. Нахил цієї лінії вказує на зміни тиску та ентальпії для рідкої фази.
У центрі діаграми знаходиться зона насиченої пари. Тут холодоагент знаходиться в тепловій рівновазі, в якому присутні як рідина, так і пара.
Праворуч ми бачимо лінію насиченої пари, яка позначає межу, за якої холодоагент повністю випаровується і перебуває у фазі перегрітої пари.
У верхній частині діаграми знаходиться критична точка, яка позначає межу між рідиною і парою. Тут різниця між паровою та рідкою фазами зникає, залишаючи холодоагент в унікальному стані. Чіткого переходу між рідиною і парою немає.
Щоб краще зрозуміти діаграму log-ph, до діаграми нижче додано кілька кривих: ізоентропічна, ізотермічна, ізохорна та якість пари. На малюнку нижче ми знову бачимо круговий процес (забарвлений сірим кольором) із прогресуванням інших процесів. Ось коротке пояснення кожної зміни стану:
Ізентропічний: і ізентропійна лінія характеризується постійною ентропією. Це означає, що під час процесу по цій лінії холодоагент не має теплообміну з навколишнім середовищем і не зазнає зміни ентропії. На схемі це ефективна адіабатична (без теплообміну) технологічна лінія.
Ізотерма: Ізотермічна лінія на діаграмі логарифм-pH представляє процес постійної температури. Під час цього процесу температура холодоагенту залишається постійною, що означає, що тепло подається або відводиться, щоб підтримувати постійне співвідношення тиск-ентальпія (ph).
Ізохора: Ізохорна лінія на діаграмі log-pH представляє процес постійного об’єму. Під час цього процесу питомий об’єм холодоагенту залишається постійним, тобто об’єм не змінюється. Це дозволяє стилю лінії рухатися вгору або вниз на діаграмі залежно від інших змін, таких як тиск і ентальпія.
- Якість пари: На діаграмі pH холодоагенту вісь x вказує на діапазон якості від «x=0» (повністю рідкий) до «x=1» (повністю газоподібний). Між цими крайніми значеннями холодоагент перебуває у двофазному стані, причому значення x вказує на співвідношення газу та рідини. Лінія від «x=0,10» до «x=0,90» на діаграмі вказує на те, що холодоагент знаходиться в цьому двофазному діапазоні, при цьому конкретне значення x вказує на розподіл газ/рідина. Це має вирішальне значення для розуміння поведінки холодоагенту в системах охолодження та кондиціонування повітря.
На зображенні нижче ми бачимо повну логарифмічну діаграму pH холодоагенту R134a.
Порівняйте R134a з R1234yf:
За допомогою логарифмічної діаграми рН різні типи холодоагентів можна порівняти один з одним. На наступному малюнку показано логарифмічні діаграми pH і циклічні процеси R134a та R1234yf.
Пов'язана сторінка:
