Ciclul frigorific real

Ciclul frigorific real

In conditii reale, se manifesta o serie de abateri ale ciclurilor de functionare a instalatiilor frigorifice de la conditiile ideale sau teoretice analizate in ciclurile prezentate anterior. Astfel, transferul termic in condensator si vaporizator, are loc la diferente finite de temperatura, iar comprimarea din compresor este o adiabata ireversibila, datorita frecarilor si altor procese ireversibile intern. In figura 30, este reprezentat intr-o diagrama T-s, un ciclu care tine seama de aceste ireversibilitati.

Valorile diferentelor de temperatura din vaporizator ΔT0 si din condensator ΔTk, vor fi analizate ulterior. In compresor, datorita ireversibilitatilor, creste entropia agentului frigorific, ceea ce determina deplasarea spre dreapta a curbei care reprezinta procesul de comprimare.

Analizand diagrama, se observa ca toate ireversibilitatile duc la cresterea suprafetei ciclului, despre care, conform analizelor termodinamice, se stie ca este proportionala cu lucrul mecanic necesar functionarii instalatiei.

Ireversibilitatile mentionate pot fi considerate de doua tipuri:

ireversibilitati externe (transferul termic la diferente finite de temperatura);

ireversibilitati interne (frecari, turbulente, omogenizari, etc.).

In cele doua categorii de ireversibilitati pot fi incadrate si o serie de alte pierderi care se intalnesc in mod uzual in instalatiile frigorifice.

Astfel procesul 1-2, reprezinta comprimarea adiabatica, iar 1-2r reprezinta comprimarea politropica avand indice politropic (n) variabil, diferit de indicele adiabatic (k). Pe durata comprimarii, de altfel foarte scurta, se produc ireversibilitati externe datorate transferului termic la diferente finite de temperatura intre vaporii de agent frigorific si peretii (camasa) cilindrului, dar si ireversibilitati interne datorate frecarilor dintre straturile de agent, dintre acestea si peretii cilindrului, sau datorate turbulentelor si omogenizarilor. Se observa ca datorita ireversibilitatilor, in timpul comprimarii reale, entropia vaporilor creste.

Transformarea 2r-3 reprezinta un proces complex de desupraincalzirea vaporilor, sau racirea acestora pana la saturatie in prima parte a condensatorului, urmat de condensarea propriu-zisa. Acest proces este in conditii reale caracterizat nu numai de ireversibilitati externe, datorate transferului termic la diferente finite de temperatura, ci si de ireversibilitati interne, datorita carora se poate constata chiar si o oarecare cadere de temperatura pe condensator.

Procesul 3-4 reprezinta laminarea adiabatica in dispozitivul de laminare, caracterizata de ireversibilitati interne, care genereaza cresterea entropiei. Titlul vaporilor la sfarsitul procesului de laminare adiabatica, are valori de cca. 0.150,25.

Procesul 4-1 reprezinta vaporizarea insotita de ireversibilitatile interne tipice pentru procesele de curgere, datorita carora scade presiunea, dar si de ireversibilitati externe, datorate transferului termic la diferente finite de temperatura.