Lezioni: Appunti di Fisica tecnica

Macchina frigorifera ad assorbimento

Valvole da scogliere

P(α) >> P(β). Questo significa che α sia più volatile di β. α: componente refrigerante β: componente assorbente P_E = P_αx T_E mentre P_αxP_αT_A + X_βP_βT_AX_βP_βT_A>0 in quanto β è molto meno volatile di α.

Una volta aperte le valvole, le componenti α che riceve calore Q_E tende a passare da E ad A, finché all'equilibrio si ritrovano entrambi su E. La componente α, una volta arrivata in A, si raffredda cedendo calore Q_L.

Ora analizziamo il principio di funzionamento continuo: In tal caso abbiamo la presenza di 4 dispositivi che interagiscono tra di loro in un ciclo continuo:

• Generatore
• Condensatore
• Evaporatore
• Assorbitore

Nel generatore abbiamo il sollevamento di calore da parte del refrigerante, che poi si raffredderà recondensando nel condensatore con un scambio di calore. Una volta passata nel evaporatore avremo la fase utile, in cui avviene sottratto calore all'ambiente da raffreddare. Il processo si conclude nell'assorbitore, dove una nuova quantità di calore vettore esclude riportando il nostro refrigerante sulle condizioni da poter ricominciare il ciclo.

Valvole di regolazione

P(α) >> P(β). Questo significa che α sia più volatile di β. α: componente refrigerante β: componente assorbente P_E = P_αT_E mentre P_A≠P_αT_A + X_pP_βT_βX_pP_βT_β > 0 in quanto β è molto meno volatile di α.

Una volta aperte le valvole, la componente α che riceve calore Q_E tende a passare da E ad A, finì allo stato gassoso, all'aggiornamento simultaneo di E. Le componenti α, una volta arrivate in A, si sganciano cedendo calore Q_A.

Ora analizziamo il principio di funzionamento continuo: In tal caso attribuiamo le precedenze ai 4 dispositivi che interagiscono tra di loro in un ciclo continuo:

• Generatore
• Condensatore
• Evaporatore
• Assorbitore

Nel generatore α trova il solvente del calore da parte di α refrigerante, che poi si raffredda successivamente nel condensatore con una cessione di calore. Una volta passata nel recuperatore avviene la fase utile, in cui viene sottratto calore dall'ambiente da raffreddare. Il processo si conclude nell'assorbitore, dove una nuova quantità di calore verrà ceduta riportando il nostro refrigerante sulle condizioni da poter ricominciare il ciclo.

Macchina frigorifera a compressione di vapor saturo

Una macchina frigorifera a compressione di vapor saturo, funziona come una macchina termica, solo che all'inverso. Quest'ultima attraverso una certa quantità di lavoro preso, assorbe calore Q₂ dalla sorgente a temperatura inferiore e cede quest'ultimo alla sorgente a temperatura maggiore, portando dunque al raffreddamento di una certa regione di spazio.

Principio di funzionamento

Il nostro fluido refrigerante è rappresentato da un compressore di vapor saturo che nella prima fase (1,2) viene compresso adiabaticamente, finì e diventa un vapore surriscaldato in 2. Questa fase, come è facilmente deducibile, si comporta un aumento della temperatura e della pressione. Nella fase (2,3) abbiamo il passaggio nel condensatore dove si ha un raffreddamento a pressione costante finì e raggiungere le condizioni di vapor saturo.

Nella fase (3,4) abbiamo invece l'espansione per mezzo di una valvola che comporta un aumento di volume con diminuzione della pressione. Nella quarta fase (4,1) si ha infine che vi è il passaggio all'interno di un evaporatore, nel quale avviene la fase utile, ovvero l'assorbimento di calore Q₂ dalla sorgente a temperatura T₂. Infine si definisce effetto utile E = Q₂.

Il ciclo Otto ed il ciclo Diesel sono due cicli termodinamici che sfruttano i principi del ciclo Brayton, ovvero delle turbine a gas. La differenza sostanziale è che la fase di combustione nel ciclo Otto è talmente rapida da poter approssimare i volumi banociati e quantità costanti.

Diagrammi PV e TS

Passiamo ad una rappresentazione sui diagrammi PV e TS:

• AB = Compressione
• BC = Combustione
• CD = Espansione
• DA = Scarico

Dove ABCD rappresenta il ciclo Otto, mentre AB'C'.