A fizikai elvek megszerzésének alacsony hőmérsékleten

1. Hűtés miatt fázisátalakulások.

Amikor elérte az olvadási hőmérséklet, tovább növelve a hőmérséklete, a szilárd történik, és a mellékelt (vagy elutasításáról) hő töltött állapotának megváltoztatásával aggregáció - konvertáló a szilárd test a folyadék (visszahúzáskor a hő - a folyadék szilárd).

Olvadáspont (megszilárdulás) típusától függ az anyag és a környezeti nyomás.
Légköri nyomáson (760 Hgmm. V.) Víz jég olvadási hőmérséklet 0 ° C-on A hőmennyiség szükséges átalakításához 1 kg jeges vízben (vagy fordítva) nevezzük specifikus vagy látens olvadáshője r. A víz-jég r = 335 kJ / kg.
A hőmennyiség szükséges átalakítani jeges vízbe tömeg M határozzuk meg a képlet: Q = Mr.
Ebből következik, hogy az egyik módja a hűtés az, hogy a hőt elvezesse anyagot megolvasztva szilárd állapotban alacsony hőmérsékleten.

A gyakorlatban ez a módszer hosszú és széles körben használt, végző hûtés télen szüretelt természetes hideg vízzel hűtött vagy fagyasztott segítségével a jégkészítő víz felhasználásával hűtőgépek.
Olvadáskor a tiszta víz jég hűtőfolyadék hőmérséklet csökkenthető, hogy 0 ° C-on Ahhoz, hogy az alacsonyabb hőmérsékletet alkalmazunk ldosolyanye keveréket. Ebben az esetben, a hőmérséklet és a latens hő fúziós függ a só típusától, és annak tartalmát a keverékben. Amikor a tartalom a keverékben 22,4% -os nátrium-klorid-elegyet ldosolyanoy olvadási hőmérséklete egyenlő -21,2 ° C, és a látens fúziós hője 236,1 kJ / kg.

Alkalmazása a kalcium-klorid (29,9%), lehetőség van arra, hogy az olvadáspont csökkentésére a keveréket -55 ° C-on, ebben az esetben az r = = 214 kJ / kg.

A szublimációs - átmenet a szilárd gáz halmazállapotú, anélkül, hogy a folyékony fázis, hőabszorpcióval. A hűtés, fagyasztás élelmiszer, és azok tárolás és szállítás a fagyasztott széles körben használt szublimációja szárazjég (szilárd szén-dioxid). Légköri nyomáson, szárazjég, elnyeli a hőt a környezetbe, átmenetek szilárd gáznemű halmazállapotban hőmérsékleten -78,9 ° C-on Fajhője szublimációs R-571 kJ / kg.

A szublimációs fagyasztott vizet atmoszferikus nyomáson történik szárítás a ruhaneműt a télen. Ez a folyamat alapjául szolgál ipari szárító élelmiszerek (fagyasztva szárítás). Ahhoz, hogy fokozzák a fagyasztva-szárító berendezésbe (szublimációs) által fenntartott vákuumszivattyúk atmoszféra alatti nyomást.

Bepárlás - párologtatás folyamat előforduló szabad a folyadék felszínén. A fizikai jellege kibocsátási tulajdonítható molekulák: a nagy sebességű, és kinetikus energiája a termikus mozgás a felületi réteg. A folyékony így lehűtjük. A hűtéstechnikai, ez a hatás használják hűtőtornyok hűtővíz az elpárologtató és a kondenzátor kondenzációs hőátadást a levegő. A légköri nyomás és a hőmérséklet O ° C a látens hő párologtatás víz r = 2509 kJ / kg hőmérsékleten 100 ° C-r = 2257 kJ / kg.

Forráspont - a folyamat intenzív párolgás a felületi fűtéssel miatt a hő elnyelését. Forrásban lévő folyadék alacsony hőmérsékleten az egyik legfontosabb folyamatok a gőzkompressziós hűtőgépek. Úgynevezett forró folyadék hűtőközeg (rövidítve - hűtőfolyadék), és a gép, ha forr, figyelembe hőt a hűtőközeg - párologtató (a cím nem pontosan tükrözik a lényege, hogy mi történik a feldolgozó egység). A Q hőmennyiség, eljutnak a forrásban lévő folyadék, úgy határozzuk meg, a képlet: Q = úr,
ahol M - folyadék tömege vált gőz. Forráspont homogén ( „tiszta”) az anyag történik állandó hőmérsékleten, függően a nyomás. Mivel nyomás változása változik, és a forráspont hőmérséklete. A függőség a forráspont a forráspontja (fázis egyensúlyi nyomás), a nyomás görbe ábrázolják nevezett gőznyomás görbe.

Hűtőközeg R12, amelynek lényegesen kisebb latens párolgási hője, egy hűtőberendezés alacsonyabb (összehasonlítva a munka ammónia) kondenzációs nyomás, hogy az adott körülmények között döntő fontosságú lehet.

2. fojtás (Joule-hatás - Thompson).

Egy másik kulcsfontosságú folyamatok a gőzkompressziós hűtőgépek, amely tartalmaz egy nyomásesés és csökkentse a hőmérsékletet a hűtőfolyadék ahogy áramlik - a szűk keresztmetszetű szakaszokból hatása alatt egy nyomáskülönbség végzése nélkül külső munkát és a hőcserélő a környezettel.
A keskeny része az áramlási sebesség növekszik, a kinetikus energia elfogyasztott belső súrlódás a molekulák között. Ez vezet az a folyadék elpárolgása és csökkenti a teljes előremenő hőmérséklet. A folyamat akkor a vezérlő szelep vagy más, fojtószelepház (kapilláris csőben) hűtőberendezés.

3. terjeszkedés külső munkát.

A folyamat során felhasznált gáz hűtőgépek.
Ha az áramlás útját, mozgó hatása alatt nyomáskülönbség, tedd a bővítő (bővítés készülék, amelynél az áramlás forgatja a kereket, vagy a dugattyúkat), az energia áramlását teszi egy külső hasznos munkát. Ebben az esetben, miután a bővítő egyidejűleg csökkenő nyomásnál csökkenni fog, és a hűtőfolyadék hőmérséklete.

4. Vortex hatás (Ranque hatás - Hilsch).

Úgy keresztül létrehozott speciális eszköz - a örvénycsöves. Ennek alapján a szétválás a meleg és a hideg levegő a örvénylő áramlás a cső belsejében.

5. A termoelektromos hatás (Peltier hatás).

Ezt alkalmazzák a termoelektromos hűtés eszközök. Ez alapján a félvezető átmenet hőmérséklete csökken, miközben a átengedésére állandó áramerősségen.
hideg szoba