Растворимость аммиака, и если не отводить теплоту из раствора, то процесс

Абсорбции прекращается).

Концентрация аммиака в растворе в процессе абсорбции увеличивается

И, следовательно, из абсорбера выходит обогащенный раствор при темпера-

туре Т2 < Т3 < T1 и давлении р2. С помощью насоса 4 при давлении р1 этот

Раствор поступает в парогенератор 5, где за счет подводимой теплоты q1 из

Него испаряется в основном аммиак, как наиболее летучий компонент. Пары

Аммиака поступают в конденсатор 6. Здесь они частично конденсируются,

Чем и завершается цикл.

Коэффициент теплоиспользования АХУ, определяется соотношением

(6.16).

АХУ проста и надежна в эксплуатации. В настоящее время она применяется

В промышленности для получения умеренного охлаждения, при этом исполь-

Зуется физическая теплота вторичных энергоресурсов.

Кроме водного раствора аммиака в АХУ применяют также водные растворы

Бромистого лития и хлористого кальция.

Цикл теплового насоса

Машина, предназначенная для поглощения теплоты из окружаю-

Щей среды и передачи ее объекту с более высокой температурой, назы-

Вается тепловым насосом. Эффективность теплового насоса оценивается

коэффициентом преобразования, представляющим собой отношение ко-

Личества теплоты q2, сообщенной нагреваемому объекту, к работе lц подве-

денной в цикле:

φц = q2 / lц (6.17)

Обозначим температуру окружающей среды Т0, а температуру тепло-

Приемника Т2. Работа теплового насоса состоит в следующем. За счет тепло-

Ты источника с температурой Т0 в испарителе 1 происходит процесс парооб-

Разования рабочего тела с низкой температурой кипения (аммиак, фреоны)

(рис. 6.16, а). Полученный пар направляется в компрессор 2, в котором

Температура рабочего тела повышается от T0 до T2. Пар с температурой T2

Поступает в конденсатор 3, где при конденсации отдает свою теплоту жид-

Кости, циркулирующей в отопительной системе. Образовавшийся конденсат

Рабочего тела направляется в дроссельный вентиль 4. Там он дросселируется

С понижением давления от р1 до р0. После дроссельного вентиля жидкое

Рабочее тело снова поступает в испаритель 1.

Тепловой насос (рис. 6.16), как и холодильные машины, работает по

обратному циклу. Найдем для него коэффициент φц.

В соответствии с рис. 6.16, б можно написать, что q2 = Т2 Δs и

lц = q2 _ q0 = Т2 Δs _ Т0 Δs, где q0 _ количество теплоты, которое погло-

Рис. 6.16. Схема теплового насоса (а) и диаграмма его цикла T – s (б)

Щается из окружающей среды. Подставляя выражения q2 и q0 в формулу

(6.17), получим:

2 0

2 0

2 1

ц

Ц T T

T

T s T s

T s

Q q

q

L q

Δ − Δ = −

Δ

ϕ = = − = (6.18)

Преимущество теплового насоса перед другими отопительными

Устройствами состоит в том, что при одинаковой затрате энергии (lц) с помо-

Щью его подводится к нагреваемому объекту всегда большее количество

теплоты: q2 = (lц + q0), чем то, которое подводится при любом другом

Способе подогрева.

Основы термодинамики неравновесных процессов

Линейная неравновесная термодинамика

Для достижения равновесия иногда требуются очень большие времена,

Поэтому при моделировании реальных систем и процессов приходится ис-

Пользовать представления о метастабильных или неравновесных состояниях.

Неравновесные процессы, в отличие от равновесных, протекают с конечной

скоростью. Введение в термодинамику новой переменной _ времени приво-

Дит к некоторым изменениям в математическом аппарате. При этом почти

Все закономерности и подходы, которые были сформулированы при рассмот-

Рении равновесных процессов, остаются справедливы и для описания нерав-

Новесных процессов, если исходить из концепции локального равновесия.

Локальное равновесие - термодинамическое равновесие, реализуемое

В малых частях неравновесной системы. Такие части системы называют

Элементарными объемами. Элементарный объем велик по сравнению с

Расстояниями между молекулами и мал по сравнению с неоднородностями

Среды. Величины, отнесенные к физически малым частям системы, называют

Локальными макроскопическими величинами.

Время установления локального равновесия при температурах,

близких к комнатной, составляет, например, в газах 10_12 _ 10_10 с, так что

Гипотеза о локальном равновесии справедлива практически всегда.

При наличии локального равновесия значения термодинамических

Переменных определяют для каждого элементарного объема. Вся система

Рассматривается как совокупность взаимодействующих частей, характери-