Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA__________________________________________
ε
q0
q0
h = =
w q − q0
Da bismo stupanj rashladnog učina točnije odredili, rastavimo u mislima proces
na niz uskih kružnih procesa, slika 113. Jedan od njih prikazan je zasjenjeno. Za
ovakav je elementarni kružni proces stupanj rashladnog učina
∂ q0
T ′
h 1
ε ′
h
= = = =
∂ w T ′ ′ ′
0
− T T
h 0
−1
⎛
T ′
⎜
h
⎝
Za sve takve elementarne procese između tlakova
κ −1
⎛ p ⎞ κ
⎜ ⎟
⎝ p0
⎠
p 0
p
p
0
1
⎞
⎟
⎠
κ −1
κ
−1
.
i p vrijednost izraza
je ista. Zato je i za sveukupni proces 1 – 2 – 3 – 4 stupanj rashladnog učina
ε
0
1
= h
κ − 1
κ
⎛
⎜
⎝
p
p
iz čega vidimo da što je veća razlika p0
i p to je manji εh. Najčešće je
p 0 ≈1 bar pa treba nastojati da p bude što niži, ali se ipak ne može ići ispod
određene granične vrijednosti, kako je ranije prikazano. To uzrokuje previše
velike dimenzije cilindra kompresora i jedan je od temeljnih nedostataka
zračnog rashladnog stroja. Toplinski kapacitet zraka je malen pa je za određeni
rashladni učinak potrebna velika količina zraka. Zato su strojevi glomazni i
skupi.
Na slici 114. prikazana je usporedba termodinamičkog procesa zračnog
rashladnog stroja s Carnotovim. Kao što se vidi, isti efekt hlađenja postigao bi
se Carnotovim ciklusom 1 - -2’ – 3 – 4’ – 1, tj. kada bi se ostvarilo izotermno
hlađenje radnog tijela (proces 2’ – 3) i izotermno zagrijavanje (proces 4’ – 1).
Time bi se izbjeglo beskorisno povišenje temperature radnog tijela do T 2 (proces
2’ – 2), odnosno sniženje njegove temperature do T 4 (proces 4 – 4’). Odvedena
toplina u lijevokretnom Carnotovom procesu bila bi veća (za površinu
1 – 4’ – 4 – 1), dok bi utrošeni rad bio manji (površina 1 – 2’ – 3 – 4’ – 1 manja
od površine 1 – 2 – 3 – 4 – 1) pa je i koeficijent hlađenja (rashladni učin)
308
⎞
⎟
⎠
−1