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工程热力学讲稿 第11章 致冷循环

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第11章 致冷循环
本章要求:
熟练空气和蒸汽压缩制冷循环的组成、制冷系数的计算及提高制冷系数的方法和途径。
了解吸收制冷、蒸汽喷射制冷及热泵的原理。?

致冷:对物体进行冷却,使其温度低于周围环境的温度,并维持这个低温称致冷。为了保持或获得低温,必须从冷物体或致冷空间把热量带走,致冷装置便是以消耗能量(功量或热量)为代价来实现这一目标的设备。

基本知识点:
11.1  空气压缩致冷循环

空气压缩式致冷:将常温下较高压力的空气进行绝热膨胀,会获得低温低压的空气。
原则:实现逆卡诺循环
注意:空气的热物性决定了空气压缩致冷循环的致冷系数低和单位工质的致冷能力小。
11.2  蒸汽压缩致冷循环
 

一、实际压缩式致冷循环
蒸气压缩致冷装置:压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器组成。
原理:由蒸发器出来的致冷剂的干饱和蒸气被吸入压缩机,绝热压缩后成为过热蒸气(过程1-2),蒸气进入冷凝器,在定压下冷却(过程2-3),进一步在定压定温下凝结成饱和液体(过程3-4)。饱和液体继而通过一个膨胀阀(又称节流阀或减压阀)经绝热节流降压降温而变成低干度的湿蒸气。
注意:工业上,用节流阀取代膨胀机。

二、致冷剂的压焓图(lgp-h图)
原理:以致冷剂焓作为横坐标,以压力对数为纵坐标,共绘出致冷剂的六种状态参数线簇:
定焓(h)、定压力(p)、定温度(T)、定比容(v)、定熵(s)及定干度(x)线.

 
蒸气压缩式致冷循环各热力过程在lgp-h图上的表示:
1-2表示压缩机中的绝热压缩过程。2-3-4是冷凝器中的定压冷却过程
4-5为膨胀阀中的绝热节流过程。5-1表示蒸发器内的定压蒸发过程。

三、致冷循环能量分析及致冷系擞


思考题
1.由于冷凝器作用,蒸汽排汽温度已接近自然环境温度,即已充分利用了可能达到的冷源温度,为什么说大量热量损失到外界去了?
2.能量利用系数说明了全部能量利用的程度,为什么又说不能完善地说明循环的经济性呢?
3.在蒸汽的朗肯循环中,如何理解热力学第一、二定律的指导作用?
4.空气压缩制冷循环中,循环增压比p2/p1越小,制冷系数是越大还是越小?增压比减小,循环的制冷量如何变化?(在T-S图上分析)。
5.设想蒸汽压缩制冷循环按12341运行,循环净功未变,仍等于h4-h2,而从冷源吸取的热量从h3-h2,增加到h2-h2′,这显然是有利的。这种考虑对吗?
6.试述实际采用的各种制冷装置循环与逆卡诺循环的主要差异是什么?

作业: 11-1、11-4、11-5

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