克劳特制冷循环

[ 字号: ] [ 关闭 ] 2008-12-6 10:02:03 来自网络 作者:admin 浏览次数: 发表评论

关键词:换热器

克劳特制冷循环综合利用了节流和等熵膨胀两种制冷方法,以取得比布雷顿循环更低的制冷温度。图1是克劳特循环的原理图,图2是克劳特循环的T-s图。系统由压缩机、膨胀机、第I,II,III换热器、节流阀和蒸发器组成。制冷工质被压缩机从低压p1压缩到p2 ,经冷却器等压冷却至常温(点2)。上述过程可近似地认为压缩与冷却过程同时进行,是一个等温压缩过程(由此引起的误差由等温效率修正),在T-s图上简单地用等温线 1-2表示。进入第I换热器受到返流冷气体的冷却,到达状态3点,在这里正流高压气体分为两股流,分别称为节流气体和膨胀气体。节流气体经第II,II换热器得到返流气体的进一步冷却,然后节流降温,进入蒸发器,在蒸发器中液化的气体蒸发气化,制取冷量,然后作为返流低压冷气体,依次进入第III换热器冷却正流高压气体。

 图1 克劳特循环的原理图           图2 克劳特制冷循环T- s

                  

 

 

如果我们把三个热交换器,膨胀阀,以及蒸发器作为一个单元,忽略由环境传入的热量和动能以及潜热的变化,则按热力学第一定律,可以得到流经压缩的制冷剂为单位质量时吸收的热量:
                
其中: 为膨胀阀质量流量比率
    流过膨胀阀的质量流率
     流过压缩机的质量流量

  并且下标表示在图2中给出的点。 如果我们让he等于从点3等熵膨胀到点e所处压力时终点的比焓值,那么制冷量的表达式可以根据膨胀机的绝热效率写成:
                

   假设膨胀功回收用于压缩气体,则需要的净功为:
            
其中是压缩机的等温效率, 是膨胀阀的机械效率。
 



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