Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 33 - Kylmaskin för flytande luft i ett steg, av Anders Benson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
hjälp av en vattenkylare under steg II. Bägge
kolvarna rör sig sedan parallellt åt vänster så
att gasen, vars temperatur är 10—15°C, får
passera regeneratorn. Under steg III
expanderar gasen genom att vänstra kolven rör sig
åt vänster, medan den högra står stilla.
Gasens temperatur sjunker således, och under
steg IV återförs gasmassan till utgångsläget
genom kolvarnas parallellrörelse åt höger.
När gasen denna gång passerar regeneratorn
kommer denna att kylas något, medan gasen
värms upp till utgångstemperaturen. Ett
värmeutbyte sker således mellan gas och regenerator,
varvid den senare blir kallast vid den vänstra
kanten. När förloppet upprepas, och gasen
ånvo passerar regeneratorn, blir den alltså
något kallare före expansionen än tidigare,
och följaktligen sker expansionen till en lägre
temperatur än under den första cykeln. Det
uppstår alltså ett allt brantare temperaturfall
över regeneratorn. I själva verket har det i
praktiken lyckats att åstadkomma ett enormt
sådant temperaturfall, från 15° C ned till
omkring — 200°C, innan processen når jämvikt,
dvs. då den under expansionen absorberade
värmemängden kompenseras av värme, lämnat
från expansionscylinderns väggar.
Detta är en ren ömvändning av Stirlings
process; det bör emellertid observeras att
tillståndsändringarna under stegen II och IV vilka
angivits som isokoriska (konstant volym), lika
väl kan vara isobariska (konstant tryck).
Den elementära processens energibalans fås
ur gaslagarna. Genom att jämföra den
producerade mängden "kyla", dvs. från
expansionsrummet bortfört värme, och erforderligt
mekaniskt arbete får man Carnots köldfaktor till
V c
TE
TC-TE
(1)
vilket är att vänta, eftersom det gäller en
reversibel process; här är TE temperaturen efter
expansionen och T c efter kompressionen.
Kolvarnas manövrering
Vid den elementära processen förutsattes att
kolvarna rörde sig intermittent i sinsemellan
skarpt avgränsade tempon. I praktiken måste
någon form av harmonisk kolvrörelse
tillgripas, och det går i själva verket att
åstadkomma en godtagbar approximation av den ideella
rörelsen genom att kolvarna förbindes med en
vevaxel, exempelvis så som fig. 3 visar (detta
arrangemang är inte praktiskt, men det visar
principen). Förändringarna i expansions- och
kompressionsrummets volym Ve resp. Vc sker
i detta fall ined 90° fasförskjutning, men andra
värden kan väljas.
Den verkliga kolvrörelsen överensstämmer
ganska väl med den intermittenta (fig. 4). Man
får ett utjämnat tryck-volym-diagram (fig. 5)
vid den harmoniska rörelsen. Faserna I—IV
kommer att i någon mån gå i varandra, men
cykelns användbarhet för kyländamål går inte
förlorad.
Fig. 3. Principlösning för genomförande av cykeln
enligt fig. 2 med hjälp av harmonisk kolvrörelse.
Data för den harmoniska cykeln
Om man antar att volymerna V E och V c
varierar harmoniskt erhålles
och
VE = — V o (1 + eos ex)
Vc = 2wVo\-l + cos ~
(2)
där VE och TE är expansionsrummets volym
och absoluta temperatur, Vc och T c
kompressionsrummets volym ocli absoluta temperatur,
Fig. 4. Expansionsvolymen VE och kompressions-
volymen Vc som funktioner av tiden t vid -
harmonisk och–-intermittent kolvrörelse.
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 5 79
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
