Peiriant oeri

Erthyglau am Beiriannau Oergell

Mae oergell yn beiriant gwres sy'n gweithio i'r gwrthwyneb. Felly, mae peiriant gwres yn cymryd gwres o ranbarth tymheredd isel ac yn ei wrthod i ranbarth tymheredd uchel. Er mwyn i'r broses hon ddigwydd, rhaid i'r peiriant gyflawni gwaith. Fodd bynnag, dim ond o ranbarth tymheredd uchel i ranbarth tymheredd isel y mae gwres yn llifo'n naturiol. Ni all gwres lifo ar ei ben ei hun o ranbarth tymheredd isel i ranbarth tymheredd uchel. Mae hyn yn unol â'r datganiad Clausius a drafodwyd yn flaenorol. Ar gyfer y broses sy'n digwydd mewn oergell, gellir ysgrifennu'r datganiad Clausius blaenorol fel a ganlyn:

Mae'n amhosibl i beiriant rheweiddio (sy'n gweithio mewn cylchred) symud gwres o le tymheredd isel i le tymheredd uchel, heb wneud gwaith ( Ail gyfraith thermodynameg – datganiad Clausius).

Mae'r testun italig yn ddatganiad arbennig o ail gyfraith thermodynameg. Mae'r datganiad hwn yn berthnasol i beiriannau rheweiddio yn unig. Y broses o newid ffurf ynni a throsglwyddo eynni ymlaen Peiriant oeri 1Mae'r peiriant oeri yn edrych fel y diagram isod.

Mae'r peiriant yn gwneud gwaith (W) i gymryd gwres o le tymheredd isel (QL ) ac yn rhyddhau'r gwres i le tymheredd uchel (QH ) . Yn seiliedig ar gadwraeth ynni, gellir dod i'r casgliad bod QL + W = QH.

Os defnyddir y term effeithlonrwydd mewn peiriannau gwres, yna mewn peiriannau rheweiddio defnyddir y term cyfernod perfformiad (KK). Cyfernod perfformiad (KK) peiriant rheweiddio yw'r gymhareb rhwng y gwres a drosglwyddir o leoliad tymheredd isel (Q L ) i'r gwaith (W) a wneir i drosglwyddo'r gwres. Yn fathemategol, gellir ysgrifennu hyn fel a ganlyn:

Peiriant oeri 2

Os ydych chi eisiau mynegi cyfernod perfformiad peiriant oeri mewn canran, lluoswch yr hafaliad hwn â 100%. Cyfernod perfformiad peiriant oeri delfrydol (cyfernod perfformiad Carnot peiriant oeri):

Peiriant oeri 3

Mae yna nifer o beiriannau oeri rydyn ni'n eu defnyddio'n gyffredin, gan gynnwys oergelloedd, cyflyrwyr aer (AC) a phympiau gwres.

Oergell

Cyddwysydd = yn trosi anwedd yn hylif, cywasgydd = yn cywasgu. Fel arfer mae'r coiliau oeri wedi'u lleoli y tu mewn i'r oergell, tra bod y coiliau cyddwysydd wedi'u lleoli y tu allan i'r oergell (yng nghefn yr oergell).

Y tu mewn i'r coiliau mae hylif mewn cydbwysedd cyfnod (yn bodoli mewn cyflyrau hylif ac anwedd). Gelwir yr hylif hwn yn oerydd. Yr oerydd a ddefnyddiwyd yn gyffredin yn y gorffennol oedd freon. Nid yw freon yn cael ei ddefnyddio heddiw mwyach oherwydd gall ei ryddhau niweidio'r haen osôn.

Mae modur y cywasgydd (sy'n cael ei yrru gan drydan) yn tynnu oergell i mewn (ar ffurf anwedd) ac yn ei gywasgu'n adiabatig. Oherwydd y cywasgiad adiabatig, mae tymheredd yr anwedd yn cynyddu. Wrth i'r tymheredd gynyddu, mae pwysedd yr anwedd hefyd yn cynyddu. Mae'r gwahaniaeth tymheredd rhwng y cywasgydd (tymheredd uchel) a'r cyddwysydd (tymheredd isel) yn achosi i'r anwedd tymheredd uchel, pwysedd uchel lifo trwy'r coiliau cyddwysydd sydd wedi'u lleoli yng nghefn yr oergell.

Mae tymheredd y stêm yn uwch na thymheredd yr aer o'i gwmpas, felly pan fydd yn llifo trwy'r coil cyddwysydd, mae'r stêm yn rhyddhau gwres i'r aer o'i gwmpas. Gan ei fod yn cael ei gyddwyso gan y cyddwysydd, mae'r stêm yn oeri ac yn troi'n hylif. Pan fydd yn llifo trwy'r falf ehangu, mae'r oergell sydd wedi troi'n hylif yn ehangu'n adiabatig. Mae presenoldeb ehangu adiabatig yn achosi i'r hylif fynd yn oerach (mae ei dymheredd yn gostwng). Mae'r hylif oer yn llifo y tu mewn i'r coiliau y tu mewn i'r oergell. Gan fod yr hylif yn y coiliau yn oerach na'r aer yn yr oergell, mae gwres yn cael ei amsugno gan yr hylif nes bod yr oergell yn newid yn anwedd (mae'r hylif yn amsugno gwres yn yr oergell). Mae'r oergell sydd wedi troi'n anwedd yn cael ei sugno gan fodur y cywasgydd a'i gywasgu'n adiabatig. Ac yn y blaen… (mae'r broses yn cael ei hailadrodd eto). Gan fod y gwres y tu mewn i'r oergell yn symud i'r hylif y tu mewn i'r coiliau, mae'r oergell yn mynd yn oer.

AC (cyflyrydd aer)

Er bod dyluniad y ddyfais yn wahanol, mae egwyddor weithio sylfaenol cyflyrydd aer yn debyg i egwyddor gweithio oergell. Yn yr achos hwn, ystafell yw'r oergell . Fel arfer, mae'r coiliau oeri wedi'u lleoli y tu mewn i'r ystafell tra bod y coiliau cyddwysydd wedi'u lleoli y tu allan. Y tu ôl i'r coiliau cyddwysydd mae ffan. Gwaith y ffan yw rheoleiddio cylchrediad aer a chwythu'r coiliau cyddwysydd, a thrwy hynny gyflymu trosglwyddo gwres rhwng y coiliau cyddwysydd a'r aer o'i gwmpas. I'r gwrthwyneb, y tu ôl i'r coiliau oeri mae chwythwr, dyfais debyg i ffan. Tra bod y ffan yn chwythu'r coiliau cyddwysydd y tu allan, gan gyfeirio gwres tuag at yr aer o'i gwmpas, mae'r chwythwr yn chwythu'r coiliau oeri y tu mewn, gan ledaenu aer oer ledled yr ystafell.

Pwmp Gwres

Defnyddir pympiau gwres fel arfer mewn gaeafau oer. Mae egwyddor waith pwmp gwres yn debyg i egwyddor gweithio oergell. Y gwahaniaeth yw bod oergell yn ddyfais a ddefnyddir i oeri ystafell, tra bod pwmp gwres yn cael ei ddefnyddio i gynhesu ystafell. Er bod oergell yn cyflawni gwaith i amsugno gwres o'r ystafell (QL ) a'i ryddhau y tu allan (QH ) , mae pwmp gwres yn amsugno gwres o'r tu allan (QL ) ac yn ei ryddhau i'r ystafell (QH ) . Mae'r gwres ychwanegol yn achosi i'r ystafell ddod yn gynhesach. Pan ddaw'r haf, gellir gwrthdroi'r pwmp gwres i weithredu fel cyflyrydd aer (AC).

Gadewch sylw