Процессы, протекающие в цилиндре с реальным хладагентом. Процесс выхлопа.

Процесс 3–4 в цикле ПД является процессом выхлопа, иногда его называют процессом свободного выпуска газа. Этот процесс нестационарен и неравновесен. Уменьшение энтальпии определяется затратой работы на выталкивание газа. Рассмотрим схему процесса рис. 3.1. В цилиндре находится хладагент с энтальпией i₃ температурой Т₃ и давлением р₃ выпускной клапан закрыт. После открытия выпускного клапана масса хладагента М' вытечет из цилиндра, а другая часть М" останется в цилиндре. При этом энтальпия , которая характеризует обе массы газа, уменьшится

.

Для процесса выхлопа идеального газа при отсутствии теплоподвода после подстановки уравнения идеального газа и зависимостей i=с_рТ в это уравнение получаем формулу, определяющую среднемассовую температуру:

.

Если процесс выхлопа протекает в двухфазной области, то температура Т₄ определяется как температура насыщения при давлении р₄. Масса хладагента, оставшаяся в цилиндре, в адиабатном процессе изменяет параметры по изоэнтропному закону, и можно определить плотность по энтропии s₄=s₃ и давлению р₄, это даст возможность найти массу следовательно, масса хладагента, вышедшая в трубопровод, М'=М–М".

Величина теплоподвода в процессе 3–4

,

где α_3–4 – коэффициент теплообмена между хладагентом и стенкой цилиндра; – площадь поверхности теплообмена; – время протекания процесса 3–4.

Предположим, что к хладагенту, оставшемуся в цилиндре, подведена часть теплоты , а другая часть теплоты подведена к хладагенту, вышедшему из цилиндра в процессе выхлопа: .

Таким образом, можно уточнить энтальпию и плотность хладагента, оставшегося в цилиндре в конце процесса расширения

; .

Уточнение параметров хладагента можно получить за счет организации итерационного процесса. Из уравнения баланса смешения определим энтальпию хладагента, вышедшего из цилиндра в процессе 3–4:

.