混合工质制冷机的实用流程也是灵活样,像空气压缩制冷机一样,也可将其流程分为:开式流程和闭式流程;有回热流程和无回热流程;直接吸热流程和间接吸热流程;单级压缩流程和双级压缩流程等等。这里仅以闭式无回热流程为对象来说明混合工质制冷机的热力学原理。团6—30示出闭式无回热流程图,该流程由负载热交换器、冷凝热交换器及压缩一膨胀器等主要设备组成。工质流经两个热文挟器完成传热过程,在压缩一膨胀器中完成等炳压缩与等炳膨胀过程。空气经负载热交换器吸热升温后,在其出口①点处达饱和状态。在进入压缩器之前喷入雾化水,使0P点处于过饱和状态后,进入压缩器,气流在压缩器中校压缩同时限态水要吸收压缩热而汽化。
由于相交叹热,可使温升降低,因而在同样压缩比时,饺压缩功减小,而且使压缩器出口②点处徘出高压饱和气在冷凝热交换器H1中气流被冷却而降沏,其少大部分水蒸气被冷凝,并放出潜热。故这时混合工质的温降比于空气时的要缓慢,毖向等温放热。而冲凝水可被收集起来再次喷入进气少循环使用。在冷凝器出口团点处,气流温度稍高于冷却介质温度并处予饱和状态;气流进入膨胀器前,再次咬入雾状水,使在②’点处变为过饱和状态,然后进入膨胀器。在膨胀器中气流被膨胀降温,同时过饱和液滴和膨胀过程中折出的液滴被凝结为细小的冰检或雪花,井放出融化潜热,使膨胀加剧,回收的功率增加。夹有细小冰粒的干饱和空气在进入负载热交换器H26,吸收了被冷却对象所传入的热里,温度升高到①点温度,冰粒随即融化,同时部分液态水汽化,使①点气流达到饱和状您。收集融化水及未汽化水,井用泵提高压力后输送至咬嘴使用。因为在负载热交换器中有冰的融化和部分水的汽化,使混合气流吸收相变热后,温度上升值比干空气时减小,趋向等温吸均,故使不可逆损失比于空气换热时减小。
完成上述流程的循环可视为以干空气为工质的边向Drayt0n循环和以水为工质呈相变的逆向RMktne循环的组合循环,它和单一的逆Brayt0n循环相比,其四个过程从能量观点上看具村优势;和棘.N逆R犯ki毗循环相比,其压缩功减少,回收的膨胀功增加。因而新的组合热力循环的理论制冷系数比它们单独时要高。混合工质制冷机的另一特点是利用压缩—膨胀器来代替压缩机和涡轮冷却器,由于膨胀器的膨胀功被回收,井用于压缩过程,故由外部输入的压缩功只是其不足部分。
图6—31示出乎板叶片型变容式压缩一膨胀器的检截面原理图。图6—32为这种压缩—膨胀器的立体分解围。它由定子、转子、叶片、叶片轴承、孰道板、前后端盖和进出口孔等基本部分组成。当输入功率驱动转于旋转时,由于离心力的作用使叶片甩向外边,叶片死端的滚动轴承紧贴轨道板上的轴承轨道滚动,轨道限制了叶片的径向移动,使叶片尖端和定子内胜壁面之间保持微小间隙(通常小于0.025mm),该间隙对相邻两基元容积间的被压缩气是气密的,当有润滑油膜存在时,气密性更好。随着转子旋转,由定子内壁面、转子外表面、相邻两叶片和轨道板端面构成的基元容积大小发生变化。在压缩器边,e进气口吸入气体,随转子旋转使基元容积变小,气体受到压缩使其压力、温度升高,直至基元容积前一uf片和排气口接通时,容积rk达到内压缩终了的排气压力,气体开始被排出,井进入冷凝热交换器中,鸣喷水时,是在吸气终了(基元容积达rz时)并即将开始压缩时,向基元容积,PI吸入雾化水。介冷凝器中波冷却降温,工质以较低温度的高压状态进入膨胀器。
在膨胀器侧,随转子旋转使基元容积变大,因而气体膨胀,输出膨胀功,从而位气体的压力、温度降低。当达到图示V‘容积时,气体被封闭在基元容积巾,随转子旋转,当基元容积前一叶片和排气口接通瞬时(图示V‘位置),则膨胀终了。膨胀器出口得到低温冷空气。上面介绍的只是一种结构,共特点是其转子、横截顶为椭圆形、乎板叶片。根据不同特点,还有多种结构,请参考有关资料。
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