10.Contributia freonilor la distrugerea stratului de ozon.Mecanismul de distrugere a stratului de ozon . Freonii sunt utilizaţi pe scară largă în tehnica frigului datorită avantajelor pe care le prezintă şi anume: nu sunt toxici, au inflamabilitate redusă, sunt neexplozivi, prezintă neutralitate chimică..Ca definiţie, freonii reprezintă derivaţi dublu halogenaţi ai hidrocarburilor saturate ( ) obţinuţi prin înlocuirea parţială sau completă a atomilor de hidrogen prin atomi de fluor, clor sau brom. Unii agenţi frigorifici, în special clorfluorcarburile (CFC), contribuie la distrugerea stratului de ozon. Stratul de ozon este o parte componentă vitală a atmosferei. El protejează viaţa oamenilor de efectele nocive ale radiaţiei solare ultraviolete excesive. În consecinţă substanţele chimice ce afectează stratul de ozon sunt supuse controlului.Ozonul ( ) este un gaz din atmosferă compus din trei atomi de oxigen. El se formează atunci când

razele solare ultraviolete cauzează descompunerea moleculelor de oxigen ( ). Atomii de oxigen ( ) formaţi reacţionează cu moleculele de oxigen pentru a forma ozonul. Ozonul este un gaz rarefiat situat la altitudinea de 15-60 km. Acolo el formează aşa-numitul “strat de ozon”. În acest strat ozonul persistă în cantităţi foarte mici: concentraţia sa maximă la înălţimea de circa 20–25 km este doar 10 părţi la un milion.Ozonul este distrus nu numai prin intermediul agenţilor frigorifici. El este distrus şi pe cale naturală, fiind transformat în oxigen de razele solare ultraviolete. Acest proces s–a petrecut pe tot parcursul existenţei Pământului, aşa cum reacţia inversă (oxigenul în ozon).

11.Agenti frigorificide substitutie a agentilor distrugatori a stratului de sezon . Până nu demult agenţii frigorifici de bază, care se utilizau în instalaţiile frigorifice bazate pe comprimarea vaporilor, erau cei distrugători de ozon şi anume R–12, R–22 şi R–502, în cazuri speciale se utiliza R–114, R–12B1, R–13B1 şi R–503.

În perspectivă, din toate aceste gaze refrigerante, doar R–22 va fi permis, şi oricum doar pentru o perioadă limitată de timp, deoarece şi acest agent frigorific conduce la epuizarea rezervelor de ozon, deşi neînsemnată.

În urma acestor inovaţii se aşteaptă schimbări enorme în industria refrigeratoare şi de condiţionare a aerului datorită iniţierii unei programe vaste pentru cercetarea agenţilor alternativi şi a amestecurilor de agenţi ce nu conţin clor. Toate aceste cercetări au arătat rezultate impunătoare cu perspective încurăjătoare.

La momentul de faţă se conturează următoarea schemă de substituire a agenţilor frigorifici care epuizează rezervele de ozon (prezentatiin schema de mai jos)

Freonul R –134a a

fost primul

agent frigorific HFC lipsit de clor testat pe deplin. În prezent este folosit cu succes la multe instalaţii frigorifice şi de condiţionare a aerului. Este utilizat atât ca substanţă pură, cât şi în componenţa a mai multor amestecuri. R–134 are proprietăţi termofizice asemănătoare cu ale R–12, de aceea, se utilizează pentru substituirea lui.

12.Schema si ciclul ideal al masinii frigorifice cu comprimare de vapori.Eficienta frigorifica.Pentru obţinerea unor temperaturi joase până la se utilizează maşini frigorifice cu vapori, care pot fi: cu comprimare într-o singură treaptă; cu comprimare în două trepte; cu comprimare în trei trepte; în cascadă.

Maşinile frigorifice cu comprimare într-o singură treaptă sunt utilizate pentru obţinerea temperaturilor joase până la . Cu scopul obţinerii unor temperaturi mai joase cu ajutorul maşinii cu comprimare într-o singură treaptă se recurge la perfecţionarea ciclului prin subrăcire avansată a agentului înainte de laminare, introducerea schimbului de căldură regenerativ, utilizarea unor agenţi frigorifici cu caracteristici superioare.

Scăderea continuă a temperaturii de vaporizare impune trecerea la comprimarea în două trepte, sub maşina în două trepte devine neeconomă, astfel încât este necesară trecerea la comprimarea în trei trepte sau în cascadă.

Superioritatea maşinilor frigorifice cu vapori constă în aceea că agenţii de lucru evoluează în domeniul vaporilor umezi, ceea ce permite realizarea proceselor izotermice prin vaporizare la preluarea căldurii de la sursa rece şi la condensarea la evacuarea căldurii către mediul ambiant. În acest mod devine posibilă reducerea pierderilor datorită ireversibilităţii transferului de căldură între agent şi cele două surse de căldură prin menţinerea diferenţelor de temperatură în limitele acceptabile.

a)schema si b) ciclul MVF

13.Calculul termic,eficienta frigorifica a ciclului Carnot.Eficienţa frigorifică a ciclului Carnot:

. (6.1)

Această relaţie demonstrează că creşterea temperaturii de condensare şi reducerea temperaturii de vaporizare determină micşorarea eficienţei frigorifice (coeficientului frigorific)

a ciclului Carnot inversat şi creşterea consumului specific de energie necesar pentru obţinerea frigului.

14.Schema si ciclul theoretic al MFV cu o singura treapta.Gradul de reversibilitate.În fig. 6.1 sunt arătate schema principială ( ) şi ciclul ideal al MFV reprezentat în diagrama

( ).Maşina constă din patru elemente principale: compresorul , condensatorul , detentorul

şi vaporizatorul . Procesele din care e compus ciclul sunt următoarele:

- comprimare adiabată (izentropică) a vaporilor umezi în compresorul care determină creşterea presiunii şi a temperaturii de la valorile corespunzătoare vaporizării , până la cele de condensare

, . Poziţia punctului se alege astfel ca la sfârşitul procesului de comprimare în compresor să se obţină vapori uscaţi saturaţi;

- condensarea izobar-izotermă în condensatorul care are loc la presiunea şi

temperatura , întrucât transferul căldurii către mediul ambiant are loc la diferenţe infinit de mici de

temperatură rezultă că (temperatura mediu-lui ambiant);- destinderea adiabată (izentropică) în detentorul care determină scăderea presiunii şi

temperaturii lichidului obţinut în condensator de la , până la , ;

- vaporizarea izobar-izotermă în vaporizatorul care are loc la presiunea şi

temperatura , transferul de căldură de la sursa rece către agent având loc la diferenţe infinit de mici de

temperatură rezultă că (temperatura la care se obţine frigul).Întrucât toate procesele care compun ciclul sunt reversibile, atunci în acest caz agentul de lucru va

săvârşi în maşina frigorifică un ciclu Carnot inversat.Schimburile energetice ale unui de agent cu exteriorul la parcurgerea ciclului se determină

apelând la ecuaţiile celor două principii ale termodinamicii , rezultă:

- lucrul mecanic tehnic specific de comprimare în procesul ( , , )

.Acest lucru în diagrama corespunde ariei ;

- sarcina termică specifică la condensare în procesul ( , , )

.

Sarcina termică specifică la condensare în diagrama corespunde ariei ;- lucrul mecanic tehnic specific de destindere în procesul ( , , )

.Acest lucru în diagrama e echivalent cu aria ;

- puterea frigorifică specifică la vaporizare în procesul ( , , )

.

În diagrama corespunde ariei .Lucrul mecanic (minim) al ciclului se determină pe baza bilanţului energetic:

,

şi în diagrama corespunde ariei .Astfel pentru săvârşirea ciclului inversat şi transportarea căldurii de la sursa cu temperatură joasă

către mediul ambiant este necesar să consumăm un lucru egal cu .