ads
ads
ads
ads

ﺣﺮارت ﻣﺮﮐﺰی، ﺗﻬﻮﯾﻪ ﻣﻄﺒﻮع، سیکل ﺗﺒﺮﯾﺪ ، ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺮاﮐﻤﯽ ﺑﺨﺎر

۰۸ اردیبهشت ۱۳۹۸(581 روز پیش) 136 بازدید

ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺮاﮐﻤﯽ ﺑﺨﺎر ﯾﮑﯽ از ﻣﻬﻢ ﺗﺮﯾﻦ ﺳﯿﮑﻞ ﻫﺎی ﺗﺒﺮﯾﺪ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ در آن ﺑﺨﺎر ﺗﻘﻄﯿﺮ ﺷﺪه در ﮐﻨﺪاﻧﺴﻮر ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﺷﯿﺮ اﻧﺒﺴﺎط در اواﭘﺮاﺗﻮر ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﻪ ﺑﺨﺎر ﺷﺪه و ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺳﺮﻣﺎ ﺧﻮاﻫﺪ ﮐﺮد .ﺑﺨﺎر ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﺪه در اواﭘﺮاﺗﻮر در ﮐﻤﭙﺮﺳﻮر ﻣﺘﺮاﮐﻢ ﺷﺪه و ﺣﺮارت درﯾﺎﻓﺖ ﺷﺪه در اواﭘﺮاﺗﻮر و ﮐﻤﭙﺮﺳﻮر را در ﮐﻨﺪاﻧﺴﻮر از دﺳﺖ داده و ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﻪ ﻣﺎﯾﻊ ﻣﯽ ﮔﺮدد. اﯾﻦ ﺗﺤﻮﻻت در ﯾﮏ ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺮاﮐﻤﯽ ﺑﺨﺎر ﻣﺘﻨﺎوﺑﺎً اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﭘﺬﯾﺮد.

در ﺳﯿﮑﻞ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ای ﮐﺎرﻧﻮ ﺑﺮای ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺒﺮﯾﺪ و ﻣﺎﺷﯿﻦ ﻫﺎی ﺣﺮارﺗﯽ ﮐﻪ در ﺷﮑﻞ زﯾﺮ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه

 

 

ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ در ﻣﺎﺷﯿﻦ ﻫﺎی ﺣﺮارﺗﯽ از ﻣﺤﯿﻂ ﺑﺎ درﺟﻪ ﺣﺮارت ﺑﺎﻻ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪه و ﺑﻪ ﻣﺤﯿﻂ ﺑﺎ درﺟﻪ ﺣﺮارت ﭘﺎﯾﯿﻦ ﭘﺲ داده ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ، در ﺻﻮرﺗﯽ ﮐﻪ ﺳﯿﮑﻞ ﮐﺎرﻧﻮ در ﺗﺒﺮﯾﺪ ﻋﻤﻞ ﻣﻌﮑﻮس اﻧﺠﺎم ﻣﯽ دﻫﺪ، ﯾﻌﻨﯽ اﻧﺮژی را از درﺟﻪ ﺣﺮارت ﭘﺎﯾﯿﻦ ﮔﺮﻓﺘﻪ و ﺑﻪ درﺟﻪ ﺣﺮارت ﺑﺎﻻ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﯽ ﮐﻨﺪ، (ﺷﮑﻞ زﯾﺮ) ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ در ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺒﺮﯾﺪ ﺗﺤﻮﻻت ﺑﻪ ﺻﻮرت زﯾﺮ اﺳﺖ:

۱-۲ ﺗﺮاﮐﻢ آدﯾﺎ ﺑﺎﺗﯿﮏ ﯾﺎ اﯾﺰاﻧﺘﺮوپ

۲-۳ ﺧﺎرج ﮐﺮدن ﺣﺮارت در درﺟﻪ ﺣﺮارت ﺛﺎﺑﺖ

۳-۴ اﻧﺒﺴﺎط آدﯾﺎﺑﺎﺗﯿﮏ ﯾﺎ اﯾﺰآﻧﺘﺮوپ

۴-۱ اﻓﺰاﯾﺶ ﺣﺮارت در درﺟﻪ ﺣﺮارت ﺛﺎﺑﺖ

ﮐﻪ در آن عمل تبرید در سیکل تحول (۱-۴) می باشد.

 

 

ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺒﺮﯾﺪ

ﻧﺴﺒﺖ ﺳﺮﻣﺎی ﻣﻔﯿﺪ ﺑﻪ ﮐﺎر ﺧﺎﻟﺺ ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺒﺮﯾﺪ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ، ﯾﻌﻨﯽ:

سرمای مفید/کار خالص =ضریب عملکرد

 

ﻫﻤﻮاره ﺑﺎﯾﺪ ﺳﻌﯽ ﮐﺮد ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺑﺎﻻ ﺑﺎﺷﺪ ﺗﺎ ﺳﺮﻣﺎی ﺑﯿﺸﺘﺮی در ﺑﺮاﺑﺮ ﮐﺎر ﮐﻤﺘﺮ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﻤﻮد، ﺑﺎﯾﺪ دﯾﺪ ﺑﻪ ﭼﻪ ﺻﻮرت ﻣﯽ ﺗﻮان اﯾﻦ ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد را ﺑﺎﻻ ﺑﺮد در ﺳﯿﮑﻞ ﮐﺎرﻧﻮ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در ﺗﺤﻮل برگشت پذیر ایزوآنتروپ از رابطه q=∫rewTds بدست می آید. ﻣﺜﻼ در ﺷﮑﻞ زﯾﺮ ﺳﻄﺢ (۶-۲-۳-۵) مقدار حرارتی است که ﺗﻮﺳﻂ ﺳﯿﺎل ﻣﺒﺮد ﺧﺎرج و ﺳﻄﺢ (۶-۱-۴-۵)  ﻣﻘﺪار ﺣﺮارﺗﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ اﺧﺬ ﮔﺮدﯾﺪه و ﺳﻄﺢ (۴-۳-۲-۱) ﮐﺎر اﻧﺠﺎم ﺷﺪه ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ، از آنجا راﺑﻄﻪ ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺑﻪ ﺻﻮرت زﯾﺮ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد:

 

 

 

ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺑﺴﺘﮕﯽ ﺑﻪ درﺟﻪ ﺣﺮارت ﻣﻨﺒﻊ ﺳﺮد T_1 و منبع گرم T_2 داشته و ممکن است از صفر تا بی نهایت تغییر کند با نقصان درجه حرارت T_2 ضریب عملکرد بالا رفته و با ازدیاد درﺟﻪ ﺣﺮارت T_1 هم در صورت و هم در مخرج کسر تغییر حاصل شده بنابراین تغییرات T_1 اثر بیشتری نسبت به تغییرات T_2  در ضریب ﻋﻤﻠﮑﺮد اﯾﺠﺎد ﺧﻮاﻫﺪ ﮐﺮد در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﺑﺮای ﺑﺎﻻ ﺑﺮدن ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺑﺎﯾﺪ T_1 را بالا برده و T_2 را پایین آورد.

 

ﺳﯿﮑﻞ ﮐﺎرﻧﻮ در ﭘﻤﭗ ﺣﺮارﺗﯽ

در ﯾﮏ ﭘﻤﭗ ﺣﺮارﺗﯽ ﻫﻤﺎن ﺗﺠﻬﯿﺰاﺗﯽ ﮐﻪ در ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺒﺮﯾﺪ دارﯾﻢ ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ، ﺑﺎ اﯾﻦ ﺗﻔﺎوت ﮐﻪ در ﭘﻤﭗ ﺣﺮارﺗﯽ ﻣﻘﺪار ﺣﺮارﺗﯽ ﮐﻪ در درﺟﻪ ﺣﺮارت ﺑﺎﻻ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽ ﺷﻮد ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﻮده (ﺷﮑﻞ زﯾﺮ) ، در ﺻﻮرﺗﯽ ﮐﻪ در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﺗﺒﺮﯾﺪ ﻣﻨﻈﻮر ﻣﻘﺪار ﺣﺮارﺗﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ در درﺟﻪ ﺣﺮارت ﭘﺎﯾﯿﻦ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﯿﺸﻮد، ﮔﺎﻫﯽ ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﯾﮏ ﺳﯿﮑﻞ ﻋﻤﻞ ﭘﻤﭗ ﺣﺮارﺗﯽ و ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﺒﺮﯾﺪ را ﺑﺎ ﻫﻢ اﻧﺠﺎم داده و ﯾﺎ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺘﻨﺎوب ﺑﻪ ﺻﻮرت ﭘﻤﭗ ﺣﺮارﺗﯽ و ﯾﺎ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﺒﺮﯾﺪ از آن اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد ﮐﻪ در ﺗﻬﻮﯾﻪ ﻣﻄﺒﻮع ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ، ﯾﻌﻨﯽ دﺳﺘﮕﺎه در زﻣﺴﺘﺎن ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮔﺮﻣﺎ ﻧﻤﻮده و ﺗﺎﺑﺴﺘﺎن اﯾﺠﺎد ﺳﺮﻣﺎ ﻣﯿﻨﻤﺎﯾﺪ ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﭘﻤﭗ ﺣﺮارﺗﯽ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﯾﺮ ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﯽ آﯾﺪ:

 

 

ﮐﺎرﺑﺮد ﮔﺎز ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻣﺒﺮد

اﮔﺮ ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺒﺮﯾﺪ را ﺑﺮای ﯾﮏ ﮔﺎز ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﻫﻮا رﺳﻢ ﮐﻨﯿﻢ ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺷﮑﻞ زیر ملاحظه می شود که تراکم و انبساط ایزوآنتروپیک به صورت ۲-۱ و ۴-۳  بوده و ۳-۲ و ۴-۱ ﺗﺤﻮل ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮔﺮﻣﺎ و ﺳﺮﻣﺎ در ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ .ﻓﺮق ﺑﯿﻦ اﯾﻦ ﺳﯿﮑﻞ ﺑﺎ ﺳﯿﮑﻞ ﮐﺎرﻧﻮ ﺑﺮای درﺟﺎت ﺣﺮارت ﯾﮑﺴﺎن ﻓﺰاﯾﺶ ﺳﻄﻮح X و Y ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.  در نقطه ۴ درﺟﻪ ﺣﺮارت ﻣﺒﺮد ﺑﺎﯾﺪ ﮐﻤﺘﺮ از درﺟﻪ ﺣﺮارت ﻣﺤﯿﻄﯽ ﮐﻪ ﺑﺎﯾﺪ ﺳﺮد ﺷﻮد ﺑﻮده و از آﻧﺠﺎ ﮔﺎز ﻣﺒﺮد ﻣﻘﺪاری ﺣﺮارت در ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ ﮐﺴﺐ ﺧﻮاﻫﺪ ﮐﺮد ﮐﻪ ﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﯾﺶ درﺟﻪ ﺣﺮارت آن ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. به همین دلیل درجه حرارت T_2 ﻧﯿﺰ ﺑﯿﺶ از درﺟﻪ ﺣﺮارت ﻫﻮای ﻣﺤﯿﻂ ﺑﻮده و ﺗﺪرﯾﺠﺎ ﻧﻘﺼﺎن ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ.

ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺳﻄﺢ X  اﻓﺰاﯾﺶ ﮐﺎر اﻧﺠﺎم ﺷﺪه و ﺳﻄﺢ Y ﻋﻼوه ﺑﺮ اﻓﺰاﯾﺶ ﮐﺎر اﻧﺠﺎم ﺷﺪه ﻧﻘﺼﺎن اﺛﺮ ﺗﺒﺮﯾﺪ ﻧﯿﺰ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد ﮐﻪ ﻫﺮ دو ﻧﻘﺼﺎﻧﯽ در ﺿﺮﯾﺐ ﻋﻤﻠﮑﺮد اﯾﺠﺎد ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ .ﻣﺒﺮد ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ در ﻣﺮﺣﻠﻪ از دﺳﺖ دادن ﺣﺮارت ﺑﻪ ﺟﻮش آﻣﺪه و ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﻪ ﮔﺎز ﮔﺮدد، در اﯾﻦ ﻣﺒﺮد ﻫﺎ ﺳﯿﮑﻞ ﮐﺎرﻧﻮ ﺑﯿﻦ ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻣﺎﯾﻊ اﺷﺒﺎع و ﺑﺨﺎر اﺷﺒﺎع ﻗﺮار ﺧﻮاﻫﺪ ﮔﺮﻓﺖ.(ﺷﮑﻞ زﯾﺮ) در تحول ۳-۲ و ۱-۴ ﮐﻪ در درﺟﻪ ﺣﺮارت ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﮔﯿﺮد، ﻣﺨﻠﻮﻃﯽ از ﻣﺎﯾﻊ و ﺑﺨﺎر ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺗﻘﻄﯿﺮ در ﮐﻨﺪاﻧﺴﻮر و ﺗﺒﺨﯿﺮ در اواﭘﺮاﺗﻮر ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.

 

 

در اﯾﻦ ﺷﮑﻞ ۲-۱ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﺮاﮐﻢ و ۴-۳ ﻣﺮﺣﻠﻪ اﻧﺒﺴﺎط اﺳﺖ. ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﺮاﮐﻢ ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﻣﺮﻃﻮب ۲-۱ از ﺷﮑﻞ زﯾﺮ ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ در اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﻣﺎﯾﻊ در ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺎﻻی ﺳﯿﻠﻨﺪر و ﯾﺎ ﺳﻮﭘﺎﭘﻬﺎ ﺿﺎﯾﻌﺎﺗﯽ اﯾﺠﺎد ﮐﺮده و ﯾﺎ ﻣﻮﺟﺐ ﺷﺴﺘﻦ روﻏﻦ ﺟﺪار ﺳﯿﻠﻨﺪر ﺷﻮد، اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺟﺎی ﺗﺮاﮐﻢ ﻣﺮﻃﻮب ﺑﻬﺘﺮ اﺳﺖ ﺗﺮاﮐﻢ ﺧﺸﮏ ﺑﻪ ﮐﺎر ﺑﺮد .در ﺣﺎﻟﺖ ﺗﺮاﮐﻢ ﺧﺸﮏ ﺗﺤﻮل ′۲-′۱ ﺑﺨﺎر اﺷﺒﺎع ﺷﺪه ﻣﺘﺮاﮐﻢ ﺷﺪه و در ﮐﻤﭙﺮﺳﻮر ﺑﺨﺎر ﺧﺸﮏ ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ ﮐﻪ درﺟﻪ ﺣﺮارت آن ﺑﺎﻻﺗﺮ از درﺟﻪ ﺣﺮارت ﺗﻘﻄﯿﺮ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ، ﺳﻄﺤﯽ از ﺳﯿﮑﻞ ﮐﻪ ﺑﺎﻻﺗﺮ از درﺟﻪ ﺣﺮارت ﺗﻘﻄﯿﺮ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ، ﺳﻄﺢ ﻫﺎﺷﻮر ﺧﻮرده ﮐﻼﻫﮏ داغ (superheat horn) نامیده می شود ﮐﻪ ﯾﮏ اﻓﺰاﯾﺶ ﮐﺎر در ﺗﺮاﮐﻢ ﺧﺸﮏ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.

در ﺷﯿﺮ اﻧﺒﺴﺎط ﮐﻪ ﺗﺤﻮل ﺧﻔﮕﯽ ﺻﻮرت ﻣﯽ ﮔﯿﺮد اﻧﺮژی ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ و ﺣﺮﮐﺘﯽ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﮐﺮده وﻟﯽ آﻧﺘﺎﻟﭙﯽ ﺛﺎﺑﺖ و ﺗﺤﻮل ﺑﺮﮔﺸﺖ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ و در ﻃﻮل ﺗﺤﻮل آﻧﺘﺮوﭘﯽ اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺘﻪ و ﺗﺤﻮل ۴-۳ به ’۴-۳ در خواهد اﻣﺪ، ﺑﺎ آﻧﭽﻪ ﮔﻔﺘﻪ ﺷﺪ ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺮاﮐﻤﯽ ﺑﺨﺎر استاندارد ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺷﮑﻞ ﺷﺎﻣﻞ ﻣﺮاﺣﻞ زﯾﺮ اﺳﺖ:

’۲-’۱ ﺗﺮاﮐﻢ آدﯾﺎﺑﺎﺗﯿﮏ و ﺑﺮﮔﺸﺖ ﭘﺬﯾﺮ از ﺑﺨﺎر اﺷﺒﺎع ﺑﻪ ﺑﺨﺎر ﺧﺸﮏ در ﻓﺸﺎر ﮐﻨﺪاﻧﺴﻮر،

۳-’۲ ﺧﺎرج ﮐﺮدن ﺣﺮارت ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺑﺮﮔﺸﺖ ﭘﺬﯾﺮ در ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ از ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﺨﺎر ﺧﺸﮏ ﺗﺎ ﻣﺎﯾﻊ اﺷﺒﺎع ﺷﺪه،

’۳-۴ اﻧﺒﺴﺎط ﺑﺮﮔﺸﺖ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ در آﻧﺘﺎﻟﭙﯽ ﺛﺎﺑﺖ از ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺎﯾﻊ اﺷﺒﺎع ﺗﺎ ﻓﺸﺎر اواﭘﺮاﺗﻮر.

’۱-’۴ اﻓﺰاﯾﺶ ﺑﺮﮔﺸﺖ ﭘﺬﯾﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺣﺮارت در اﺛﺮ ﺗﺒﺨﯿﺮ در ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ ﺗﺎ ﺣﺎﻟﺖ ﺑﺨﺎر اﺷﺒﺎع.

 

 

ﻧﻤﻮدار و ﺧﻮاص ﻣﺒﺮد ﻫﺎ

ﻧﻤﻮدارﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺑﺮای ﻣﺒﺮد ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﻮﺟﻮد اﺳﺖ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از درﺟﻪ ﺣﺮارت اﻧﺘﺮوﭘﯽ، ﻓﺸﺎر آﻧﺘﺎﻟﭙﯽ، ﻓﺸﺎر ﺣﺠﻢ و آﻧﺘﺎﻟﭙﯽ اﻧﺘﺮوﭘﯽ، در ﺷﮑﻞ زﯾﺮ دﯾﺎﮔﺮام ﻓﺸﺎر اﻧﺘﺎﻟﭙﯽ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه ﮐﻪ در آن ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻣﺎﯾﻊ اﺷﺒﺎع، ﺑﺨﺎر اﺷﺒﺎع و درﺟﻪ ﺣﺮارت و آﻧﺘﺮوﭘﯽ و ﺣﺠﻢ ﻣﺨﺼﻮص ﺛﺎﺑﺖ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ.

 

کاربران گرامی برای دریافت کامل فایل « ﺣﺮارت ﻣﺮﮐﺰی، ﺗﻬﻮﯾﻪ ﻣﻄﺒﻮع، ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺒﺮﯾﺪ ، ﺳﯿﮑﻞ ﺗﺮاﮐﻤﯽ ﺑﺨﺎر » به بخش دانلود مراجعه نمایید…


مطالب مشابه:

 

ads
  • مطالب مرتبط

  • نظرات

  • برچسب ها

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاهتان را بنویسید

background