Metode de preparare rece artificiale

Există mai multe modalități de a obține rece artificială. Cel mai simplu dintre ele - răcire cu gheață sau zăpadă, topirea este însoțită de absorbția unei cantități destul de mare de căldură - 80 kcal / kg (335 kgzh / kg), la presiune atmosferică, topirea gheții și a zăpezii, la 0 ° C, răcită cu gheață Practic interior sau zăpadă, datorită afluxului de căldură de temperatura aerului exterior poate fi menținută doar la un nivel de 5-8 ° C

Temperaturile mai scăzute pot fi obținute prin aplicarea pentru răcirea unui amestec de gheață sau zăpadă cu diferite săruri. În acest caz, căldura latentă absorbită de gheață sau zăpadă, se alătură căldura latentă absorbită în timpul sarea sa dizolvat în apă, rezultând un amestec; aceasta duce la o scădere a temperaturii amestecului.

De asemenea, refrigerare se poate realiza în cazul în care se amestecă, gheață sau zăpadă cu acizi diluați. De exemplu, un amestec format din 7 părți de zăpadă sau gheață și 4 părți acid azotic diluat are o temperatură de aproximativ -35 ° C

Metodele de mai sus de a produce rece artificiale au dezavantaje semnificative: complexitatea proceselor preforme gheață sau zăpadă și sare de livrare a acestora și amestecare control automat dificultate, capacități limitate de temperatură.

corp de răcire poate, de asemenea gheata uscata (dioxid de carbon solid). Simțind căldura corpului din sublimează răcită, gheață uscată, adică trece la o stare gazoasă, evitând în faza lichidă. Temperatura de sublimare a gheții uscate la presiune atmosferică de -78.9 ° C; în care fiecare kilogram absoarbe căldura ambientală de 137 kcal.

Metoda automată pentru producerea de frig artificial are avantaje semnificative: ușurința de automatizare, mare service de relief a unității frigorifice, posibilitatea unei temperaturi mai mici în obiectele răcite.

Funcționarea răcitorul bazate pe diferite principii, dintre care cea mai comună este în prezent la fierbere (evaporare) a corpurilor lichide.

Temperatura și condensarea lichidului de fierbere este o funcție a presiunii; în care presiunea este mai mică, cu atât mai mică punctul de fierbere. Deoarece agenții frigorifici substanțe care, sub presiune ridicată și la temperatura ambiantă pot fi convertite într-un lichid utilizat în mod obișnuit. Evaporarea acestui lichid la presiune joasă, la o temperatură mai mică decât temperatura mediului ambiant.

Cel mai frecvent refrigerant includ amoniac, dioxid de carbon, dioxid de sulf, propan, freon.

Mai jos se află punctul de fierbere (evaporare) la presiunea atmosferică, substanțele utilizate ca agenți frigorifici (R):

Amoniacul. 239,9 etilenă. 168.0

Dioxid de carbon. 194,7 metan. 111.7

anhidridă sulfuroasă. 263,1 oxigen. 90,2

clorură de metil. 249.5 azot. 77.4

Presiunea redusă necesară pentru a crea un punct de fierbere scăzut, este menținut de vaporii de aspirație produse de compresor. La reflux (evaporare) a tuturor organismelor absorbi cantitatea ambientală semnificativă de căldură, rezultând într-un mediu de temperatură redusă. Schimbarea internă a energiei, evaporarea are loc ca urmare a creșterii volumului său și energia cinetică a moleculelor substanței în tranziția de la lichid la vapori de stat.

Baza metodei de răcire a motorului poate fi pus adiabatic (nici o sursă și îndepărtarea căldurii) extinderea gaz comprimat .Dacă expansiune a gazului comprimat, temperatura se reduce considerabil, deoarece lucrările externe efectuate în acest caz, datorită energiei interne a gazului. Pe această bază de mașini de lucru și răcitoare de lichid de expansiune a aerului de principiu, cu piston, turbina sau tipuri rotative.

Refrigerare pot fi obținute folosind desorbția gazelor din soluții sau solide. Multe gaze sunt ușor solubile în lichide, cum ar fi amoniacul, apa, dioxidul de carbon într-un alcool. Solubilitatea gazelor în lichide crește cu creșterea presiunii este proporțională cu această presiune.

Degajarea de gaz din lichid, precum evaporarea, însoțită de o creștere bruscă a volumului de îndepărtare a căldurii și dizolvare. Acest proces este utilizat în ciclurile de apă-amoniac mașini de absorbție de refrigerare și sistem de refrigerare cu circuit deschis, utilizând soluție de dioxid de carbon în alcool etilic.

solide poroase cu o suprafață dezvoltată, adsorbanți cunoscute absorb gazele. solide de gaz Adsorbția crește cu presiune tot mai mare. Prin reducerea presiunii gazului de desorbție este însoțită de disipare a căldurii. Practica de refrigerare pentru a utiliza procesul de absorbție a amoniacului de clorură de calciu și silicagel.

Este posibil pentru a obține temperaturi scăzute metoda termoelectric (efect Peltier). fenomene termoelectric cauzate de prezența legăturii între procesele termice și electrice. Dacă termocuplul (circuit închis din două conductoare diferite) trage un curent constant, atunci unul dintre joncțiuni vor fi încălzite și celălalt răcit. Inversării schimbările de direcție curente și se oprește încălzirea - încălzit va fi răcit și căldura rece în sus. efect Peltier din cauza caracteristicilor de trecere a fluxului de electroni peste suprafața de joncțiune metale diferite. Acest fenomen a fost descoperit în 1834, dar valoarea practică pentru o lungă perioadă de timp nu a contat.

În prezent, efectul Peltier este utilizat în casa electrice si aer conditionat cu camera termocupluri de diferite semiconductori.

În ultimii ani, o proliferare a termocuple semiconductoare. Pe ris.2-10 prezintă un element care cuprinde semiconductorilor 1 și 2 și plăcile de cupru 3.

Fig. 2-31. Elemente de încălzire Semiconductor:

și - Circuit; B - termocuplu; în - dependența dTmax efect de răcire asupra temperaturii joncțiunii calde; 1, 2 - semiconductori; 3 - placă de cupru

Semiconductori (oxizi metalici, compuși ai sulfului, compuși chimici - germaniu, siliciu, telur, seleniu și compuși ai acestora), - o clasă mare de substanțe ocupă o poziție intermediară pe conductivitatea electrică dintre conductoare și izolatorii.

efect magneto-caloric. bazate pe solide demagnetizare (substanțe paramagnetice) sunt utilizate numai atunci când este necesar obține temperaturi apropiate de zero absolut.

Metoda vortex (efect Ranque). Figura 2-32 prezintă schema de construcție tub vortex Ranque, care constă dintr-un corp 3 cu diafragma duzei 4 și 5. Tuburile 6 reci și calde două fluxuri de 1 și control al accelerației.

Fig. 2-32. tub Ranque

Tubul vortex funcționează după cum urmează. Dacă temperatura T1 a gazului și presiunea P1 să emită tangențială în tubul cilindric prin duză, în care gazul este extins la o presiune P2 și accelera la viteza de W, în acest tub, în ​​timp ce se rotește, fluxul este divizat în două fluxuri cu temperaturi diferite Tx si Tg. în care T1 Tx Tg. Curgerea la rece, cu o temperatură Tx prin diafragmă în tubul 5 6 o temperatură caldă flux Tr este evacuat prin tubul 2 și reactorul 1.