制冷原理与装置作业-答案

1、第1,2章习题1. R22从压缩机排出时的压力为2.0Mpa,温度为90C，试确定该制冷剂此时的比 体积，比焓，比熵和过热度。答：通过查 R22 的 lgp-h 图可以得出：v = 0.01457mi7kg , h=455.2Kj/kg ,s=1.793Kj/Kg.K , ts=51.27C, t=90-51.27=38.73 C。2. 在lgp-h图上标出制冷剂 R134a在压力为0.15MPa比焓为500kJ/kg的点，并 说明其处于什么状态？（画简图标出）。答：如图所示，该点处于过热状态。3. 写出下列制冷剂的化学分子式，并将“ R”换成可判别其是否破坏臭氧层情况 的新代号。R12,R5

2、0,R23,R13,R32,R14,R115,R22,R134a R600a R123答：各制冷剂的分子式和新代号如下表所示：制冷剂分子式新代号R12CFCI2CFC12R50CHHC50R23CHFHFC23R13CFCICFC13R32CHF2HFC32R14CF4FC14?R115C2FsCl 或 CFCICECFC115R22CHFCIHCFC22R134aGHF4或 CHFCFHFC134aR600aGH。或 CH(CHaHC600aR123GHFCI2或 CHC2CFHCFC1234. 已知R134a的标准（正常）气化潜热Rb =214.86kJ/kg,试对例2 - 1的第 步重

3、新计算气化热r,饱和液体的比焓hs1和饱和液体的比熵S1。答：（1）根据饱和蒸气压公式（2-2）:InPra。印（1Tr）a2（1T）1.5a3（1T3a4（1TJ7as（1）9/人计算在一个标准大气压力（pb=1.01325 X 105 pa）下的饱和温度，得t b=-26.14 C。根据气化热公式（2-3）:rrs（1）0-3810.38,2531 -可以计算出-20 C下的气化热为：r 214.863741210.8 kJ/kg,246.86J1 -374.1已经该温度下的饱和蒸气比焓和比熵分别为：hSv 384.7 kJ/kg , s： 1.7347kJ/kg.K。由于饱和液体的比焓等

4、于饱和蒸气的比焓减去气化热，饱和液体的比熵 等于饱和蒸气的比熵减去气化热与绝对温度的商，所以：饱和液体的焓为：hS 384.7 210.8 = 173.9 kJ/kg;饱和液体的熵为：sS sS - 1.7347 彳08 = 0.9015 kJ/kg.KT2535. 试说明矿物润滑油和聚酯类润滑油分别用于哪些制冷剂？答：矿物润滑油用于 R11、R12、R600a R22等极性较弱或非极性制冷剂中，聚 酯类润滑油用于R134a R407C等极性较强的制冷剂中。6. 请说明ODPI勺含义,请说明GWP, HGWP, TEV的含义及相互关系答：ODP是OzoneDepIetion Potential

5、的缩写，表示对大气臭氧层消耗的潜能值， 以R11作为基准值，其值被人为规定为1.0GW是Global Warming Potential的缩写，表示对温室气体排放入大气后所直接造成的全球变暖效应，以 CO为基准，规定其值为1.0。HGW也是表示温室气体排入大气后所直接造成的全球变暖效应，以R11为基准,规定其值为1.0，HGW值是GW值的3500倍。TEWI是Total Equivale nt Warmi ng Impact的缩写，表示温室气体的总等效温室效应，包括两部分：第一部分是直接温室效应( Direct Warming Impact )，它是 指温室气体的排放、泄漏以及系统维修或报废时

6、进入大气后对温室效应的影响， 可以表示为温室气体的GWP值与排放总和的乘积；第二部分是间接温室效应(Indirect Warming Impact )，使用这些温室气体的装置因耗能引起的二氧化碳 排放所带来的温室效应。第 3 章 习题1. 蒸气压缩式制冷系统中的主要设备和辅助设备有哪些？各自的主要作用是什 么?主要设备：(1) 压缩机 ：通过压缩使制冷剂由低温低压的蒸汽变为高温高压气体，完成压缩 过程。(2) 冷凝器 ：高温高压过热制冷剂气体在冷凝器中冷却冷凝成制冷剂液体，完成 冷却过程。(3) 节流元件 ：压力、温度降低，节流前后焓值不变，完成降温过程。(4) 蒸发器 ：低温低压两相制冷剂吸

7、热蒸发，变成低温低压制冷剂气体，完成制 冷过程。辅助设备：(1) 干燥过滤器 ：去除制冷系统中的微量水分和杂质，一般安装在节流元件之前(2) 油分离器 ：一般安装在压缩机排气口，分离制冷剂和润滑油，使大部分润滑 油会到压缩机，在螺杆压缩机制冷系统中常用，在多级得低温制冷系统中为了防 止低温下润滑油冻结的危害也常安装油分离器。在家用空调和冰箱中一般不使用。(3) 储液器 ：在中大型制冷系统中使用，一般安装在冷凝器之后，节流元件之前， 可调节制冷系统的制冷剂循环量，安装储液器的制冷系统对制冷剂的充注量相对 不敏感。(4) 气液分离器 ：一般安装在压缩机的吸气口与蒸发器的出口之间，防止压缩机 液击。

8、(5) 回热器 ：在有回热的制冷系统中使用，使冷凝器出口的高压常温制冷剂液体 与蒸发器出口的低压低温制冷剂蒸气进行热交换，使得进入节流元件的制冷剂液 体过冷，进入压缩机吸气口得制冷剂蒸气过热，防止压缩机吸入制冷剂液体。(6) 高低压保护器 ：高压保护器安装在压缩机排气口，以毛细管引入排气压力进 入高压保护器，当排气压力过高时，使压缩机停机以压缩机；低压保护器安装在 压缩机吸气口，以毛细管引入吸气压力进入低压保护器，当吸气压力过低时，使 压缩机停机以压缩机。(7) 过冷器 ：安装于冷凝器之后，节流元件之间，对冷凝器出口的制冷剂进行进 一步的冷却，以保证节流前的制冷剂过冷，可提高制冷系统的制冷量，

9、并防止两 相高压制冷剂进入节流元件，一般小型制冷系统不使用，回热器具有过冷器得功2. 何谓制冷系数？何谓热泵制热系数？制冷系数与热泵制热系数的值范围如 何？（1）制冷系数：e （COP, Coefficient Of Performanee）,是指单位功耗所能获得的冷量。也称制冷性能系数，是制冷系统（制冷机）的一项重要技术经济指标。 制冷性能系数大，表示制冷系统（制冷机）能源利用效率高。这是与制冷剂种 类及运行工作条件有关的一个系数，为一无量纲数。一般蒸气压缩制冷空调系统的 COP值为2.6-3.8左右（国内），国外最高可达 6左右（日本）。家用冰箱的 COP-般为1.5 2.5左右。（2）热

10、泵制热系数：称为热泵系数，或者eh表示，单位制热量与单位功耗之比。 在同一套热泵系统中，同一温区时有：二1 + e，对于蒸气压缩系统，其热泵 系数大于1。3. 在什么情况下把压缩机吸气口处的制冷剂蒸气过热称为“有害过热”？制冷剂蒸气在被冷却空间以外吸取环境空气的热量而过热，这种过热称为“有害过热”或者“无效过热”。4. 将教材图3-13的实际循环表示在T S图上。5-6是由于蒸发器内有阻力损失，所以是向右下方倾斜。6-1s:可看作是先等压过热到a，再由a等焓节流到1s1s-2s :压缩过程，实际并不是绝热等熵压缩。2s-b :排气过程的冷却情况b-c :排气管中的压降c-3-4:冷凝冷却过程，

11、有流动阻力损失。所以向左下倾斜。4-5 :实际节流同环境有热交换，所以熵增加。5. 一蒸汽压缩制冷理论循环，用 R22作制冷剂，蒸发温度-5 C，冷凝温度30C, 在压-焓图上画出该循环，并计算：（1）单位压缩功；（2）单位制冷量；（3） 单位冷凝负荷；（4）制冷系数。查R22的饱和状态表和lgp-h图的以下参数：h1 = 403.5kJ/kg, h 3 =h 4 = 236.6kJ/kg, h 2 = 429.3kJ/kg.(1) 单位制冷量 q o=hi-h3=hi-h4=4O3.5-236.6=166.9kJ/kg(2) 单位理论功 w o=h2-h i =429.3-403.5=25.

12、8kJ/kg(3) 单位冷凝负荷 q k=h2-h3=429.3-236.6=192.7kJ/kg(4) 制冷系数 & =qo/wo=166.9/25.8=6.47igp J(Mp)6. 某制冷系统的制冷剂为R22,产冷量为80kW采用蒸汽压缩的回热理论循环。 蒸发温度为-10 C,吸气过热度 tR=10C，冷凝温度为42C。计算：（1）制 冷压缩机进口处的制冷剂体积流量；（2）回热器的负荷；（3）压缩机的功率；（4）蒸发器入口处混合物中蒸汽分数，分别以质量分数和体积分数表示。查R22的饱和状态表、过热蒸汽表和lg-h图的以下参数：h1=410kJ/kg, h 2 = 450 kJ/kg, h

13、 3 =252kJ/kg. h =401kJ/kg , hk=188.4 kJ/kg333v=0.0007587 m /kg , v=0.06535m /kg , v 1=0.07 m /kg由回热器的热平衡关系h 1-h 0=ha-h 3即 410-40 仁252-h3得 h 3 =243kJ/kg=h4所以，回热器的单位负荷为h 1-h 0=9 kJ/kg(1)单位质量制冷量q0=h0-h4=401-243=158kJ/kg质量流量qn=Q0/q 0=80/158=0.506kg/s压缩机进口体积流量q v=qmx v1=0.506 X 0.070=0.035m3/s回热器的负荷为(3)单

14、位理论功 压缩机功率质量分数x为:Q=qm*9=9*0.506=4.55kWwo=h2-h i=450-410=40kJ/kgh4h4,xh0h4243 188.4401188.40.26所以其蒸气与液体的体积比氓墜空5 30.30.74 v 0.74 0.7587所以蒸汽的体积分数y为:30.330.3 10.968w=woXqm=40X 0.506=20.24k W7. 欲以一台106F (6FS1C)型压缩机配给一座小型冷藏库，库温要求tc=-10 C。水冷冷凝器的冷却水平均温度tw=30C，试作运行工况下制冷机系统的热力计算。已知压缩机参数：缸径D=100mm行程s=70mm气缸数 Z

15、=6，转数n=1440r/min，蒸发器传热温差取 t=10C，且出口处有5C过热度，吸气管 路过热也为5C,冷凝器的传热温差取 t k= 5C，出口液体过冷温度为32C, 压缩机的机械效率n m=0.9，指示效率n i =0.65，输气系数入=0.6，制冷剂选用 R22,求 q0,q v,wo,Wi, 0, i ,q vh,q vs,q m,Qo,Po,Pi ,Pe,Qk 。lgp (Mp)235 C2sIz z-20C 1-10C0-15 C1解:根据已知条件，制冷机在以下工况运行(如上图所示)。t k=tw+t k=30+5=35Cto=tc- t q=-10-10=-20 Ct1 =t

16、 q+5+5=-20+5+5=-10Cta=32C查R22热力性质图表可得：点号p(MPat ( c)h (kJ/kg)u (m 3/kg)10.245-15400.7510.245-10404.020.095221.355448.031.35532239.23qo,q v,Wo,Wi , 0, i ,q vh,q vs,q m,Qo,P 0,P i ,P e,Qk循环计算如下：(1) 单位质量制冷量qo=hi-h 4=400.75-239.23=161.52 kJ/kg(2) 单位容积制冷量qv= qo/ u = 161.52/0.0952=1696.64 kJ/m 3(3) 理论比功wo=

17、 h2-h1 =448-404.02=43.98 kJ/kg(4) 指示比功w=wo/ n i =43.98/0.65=67.77 kJ/kg(5) 制冷系数 o=qo/Wo=161.52/43.98=3.67 i= qo/Wi =161.52/67.77= 2.39(6) 理论输气量qvh=D2snz= 0.012 0.07 1440 6/60=0.079 m3/s44(7) 实际输气量3qvs=qVh =0.079 0.60.0474m /s(8) 制冷机的工质流量qm=-s = 0.04740.5kg /si 0.0952(9) 制冷机的总制冷量Q=qmq00.5 161.5280.76

18、kW(10) 压缩机的功率消耗理论功率：P0=qmW0=0.5*43.98=21.99kW指示功率：R= qmw=0.5*67.66=33.83kW轴功率:33.830.937.59kW(11) 冷凝器的热负荷h2s=h1 + =404.02i448404.020.65=471.68kJ/kgQ=qm(h2s h3)0.5(471.68239.2)116.23kW第四章习题答案1. 描述两级压缩制冷循环和复叠压缩制冷循环。答：两级压缩制冷循环：是制冷剂气体从蒸发压力提高到冷凝压力的过程 分两个阶段（先经低压级压缩到中间压力，中间压力下的气体经过中间冷却 后再到高压级进一步压缩到冷凝压力）的制冷

19、循环。根据中间冷却过程和节 流次数不同，两级压缩制冷循环主要分为：一级节流中间完全冷却循环，一 级节流中间不完全冷却循环；两级节流中间完全冷却循环，两级节流中间不 完全冷却循环。以解决较大压比时，压缩机输气系数或效率太低和排气温度过 咼冋题。复叠压缩制冷循环：使用两种或两种以上的制冷剂，由两个或两个以上的 单级或双级压缩制冷循环组成。高温级使用中温制冷剂，承担高温段的制冷， 低温级使用低温制冷剂，承担低温段的制冷，系统之间采用冷凝蒸发器衔接 起来，高温级的中温制冷剂在冷凝蒸发器内蒸发制冷，使低温级的低温制冷 剂在冷凝蒸发器内被冷凝成液体，确保低温工质得到冷凝，以获得较低的制 冷温度。2. 说明

20、采用两级压缩循环与复叠压缩循环的原因。答：为获得低温而采用两级压缩或复叠压缩制冷循环，主要有两方面原因：（1）单级压缩蒸气制冷循环压比的限制；（2）制冷剂热物理特性的限制。 所 以，为了获得比较低的温度（一40一60C）,同时又能使压缩机的工作压力 控制在一个合适的范围内，就要采用两级压缩循环。为了获得更低的温度（- 60一120C）,同时又能使压缩机的工作压力控制在一个合适的范围内，就 要米用复叠循环。一般，两个单级压缩制冷循环复叠用于获取-60-80C低温；三个单级压缩制冷循环复叠用于获取 80120C低温。3. 根据节流级数和中间冷却方式不同，两级压缩制冷循环分哪些基本形式？并分 别在炯

21、P-h图上表示出一级节流的二种中间冷却循环。答：根据中间冷却过程和节流次数不同，两级压缩制冷循环主要分为：一级节 流中间完全冷却循环，一级节流中间不完全冷却循环；两级节流中间完全冷却 循环，两级节流中间不完全冷却循环。一级节流中间不完全冷却循环:一级节流中间完全冷却循环:4. 两级压缩制冷机与复叠式制冷机的起动特性有何异同？为什么？答：两级压缩制冷机的起动，应先起动高压级压缩机，等到满足低压级压缩机 的电动机配用功率后，再起动低压级压缩机。以保证高低压级压缩机电动机的 功率配备得到合理的利用。复叠式制冷机起动时，应先起动高温级，使低温级制冷剂在冷凝蒸发器内得以 冷凝，当冷凝压力不超过1600k

22、Pa时，可起动低温级，保证系统安全投入运行。 在低温级系统设置了膨胀容器的情况下，高温级和低温级可以同时起动。5. 一套中间完全冷却、一级节流两级压缩制冷循环系统，选用氨作为制冷剂，其工作条件：制冷量QO=150KW冷凝温度Tk=40C,中间冷却器中过冷盘管的冷端 温差为5C ;蒸发温度T0= - 40C ;管路有害过热 T=5C ;中间温度取- 5C。设高、低压级压缩机的绝热效率和指示效率分别为n g=0.7、n ig=0.85、n d=0.67、n id=0.83,高、低压级压缩机的输气系数分别为 入g=0.73、入d=0.65, 试对该系统进行热力计算。答：本题目p-h图如图所示循环各状

23、态点热力参数见下表:状态点01223445789P (Bar)0.7280.7283.5633.5633.56315.78615.78615.7863.56315.7860.728t( G-40-35-540-50-40h (kJ/kg )1405.21419.31636.81454.31668.4385.96385.96198.25198.25692v(m3/kg)1.5880.34(1)单位质量制冷量q0 h0 h9 1405.26 198.25 1207.01kJ / kg所以低压级压缩机的制冷剂流量qm计品gkgh?h2 Aid1636.8 1419.30.831419.31681.3

24、5 kJ / kg根据中间冷却器的热平衡关系q md h2qmd(h5h8) (qmgqmd )h5qmgh3 得h2h8qmg qh3h50.1241681.35 198.251454.35 385.960.172kg /s(2)低压级压缩机的理论输气量qq vsdq md V1qvhdd0.124 1.5880.650.303m3 / s高压级压缩机的理论输气量(3)qvsgqmgV3qvhgg低压级压缩机的实际功率PedqmdWdqmd (h2hj0.172 0.340.730.08m3/s0.124 (1636.80.671419.3)40.25kw高压级压缩机的实际功率Qkpegqm

25、gWgqmg (h4 3)所以，理论制冷系数实际制冷系数sr0.172 (1668.42 1454.39)0.752.59kwQ0150qmdWdqmg Wg26.97 36.812.35(4)冷凝器的理论热负荷人4igqmg ( h4h5 )Q0ped peg40.2515052.591.621668.42 1454.390.851454.391706.190.172 (1706.19 385.96)227.08 kw6. 某冷库需要建设一套两级压缩中间完全冷却的制冷循环，制冷剂为R717。其工作条件为：制冷量 Q=100kw,冷凝温度tk=40C，蒸发温度t0= -30 C,假设 中间温度

26、tfOC,压缩机吸气有害过热度厶t1=5C,冷凝器的过冷度厶12=5E, 咼压液体在中间冷却器的进出口温差厶13=8 C。试计算：(1) 该制冷循环过程中高压级、低压级制冷剂的质量流量;(2) 该制冷压缩循环中高压级、低压级制冷剂的理论输气量(高压级输气系 数取入g=0.73，低压级输气系数取入d=0.65 );(3) 该制冷系统的理论制冷系数；(4) 冷凝器的理论热负荷。答:本题目p-h图如图1t5tkt240 535 Ct5t6t3Ct6t5t335 8 27循环各状态点热力参数见下表:igp状态点0123455660P (Bar)1.24.34.315.7815.7815.784.315

27、.781.21.2t( C)-2504035027-30-30h (kJ/kg )1435.091607.021459.651643.86385.86363.16363.16324.56324.561421.05v(m3/kg)0.9830.288图 1 R717 的 lgp-h 图(1) 单位质量制冷量q0 h0，h6，1421.05 324.561096.49kJ/kg所以低压级压缩机的制冷剂流量qmd Qo1000.0912kg/sqo 1096.491607.02 324.561459.65 363.160.1067kg/s根据中间冷却器的热平衡关系qmdh1 qmd (h5 h6)(

28、qmg qmd)h5 qmgh2得qmg qmdH 0.0912(2) 低压级压缩机的理论输气量qqvsd qmd V0qvhddd0.0912 0.9830.650.1379m3/s高压级压缩机的理论输气量qvhgqvsgqmgV2g0.1067 0.2880.730.0421m3/s(3) 低压级压缩机的理论功率PdqmdWdqmd(h1 h)0.0912 (1607.02 1435.09)15.68kw高压级压缩机的理论功率pgqmgWgqmg(h3h2)0.1067 (1643.86 1459.65)19.66 kw所以，理论制冷系数Q0PdPg10015.68 19.662.83(5

29、) 冷凝器的理论热负荷Qk qmg (h3 h5)0.1067 (1643.86 363.16)136.65kw7. 某实验冷库采用R22两级压缩一级节流中间不完全冷却循环和 R23单级压缩组 成的复叠制冷循环，制冷系统的总制冷量Q=150kw,高温部分的冷凝温度tkg=35C，低温部分的蒸发温度10=-60 C,低温部分的冷凝温度t kd=-30 C,低 温部分采用回热循环(高温部分未回热)，回热器中气体温升t1=10C，高温部分的高压液体在中间冷却器中的温降12=30，冷凝蒸发器的传热温差 13 =5E，高温级中间温度tf-5 C。试作理论循环计算：(1) 低温级压缩机制冷剂的质量流量；(

30、2) 高温级中高、低压级制冷剂的质量流量；(3) 低温级压缩机的理论功率；(4) 高温级中高、低压级压缩机的理论功率；(5) 该制冷循环的理论制冷系数。答：下图是复叠压缩制冷循环高温部分 R22和低温部分R23的lgp-h图由题意可知:tit0tititkdtiot2 tiot0gt3 t0g35 Cigp复叠压缩高温部分R22勺lgp-h图循环各状态点热力参数见下表:状态点012344P (Bar)3.1443.14410.13910.13910.1393.144t( C)-60-50-30-60h (kJ/kg )334341.67373154v(m3/kg)0.0784状态点567789

31、91010P (Bar)1.3254.2514.2514.25113.49113.4914.25113.4911.325t( C)-35-535-55-35h (kJ/kg )390.89418.53403.05242.79242.79205.58205.58v(m3/kg)0.165由回热器的热平衡关系h, h0 h3h4 i46.33kJ/kgh4 h4所以,低温级压缩机单位制冷量q0d h0 h4，334 146.33187.67kJ/kg低温级压缩机的制冷剂质量流量qmdQq0d150187.670.799kg / s冷凝蒸发器的负荷Qkdqmd(h2h3)0.79 (373154)1

32、73.01kw忽略冷凝蒸发器漏热量,则可得QkdQd173.01kw查复叠压缩高温部分R22的热力性质图表得以下参数q0d h5 ho，390.89 205.58185.31kJ/kg所以,高温级中低压级压缩机制冷剂流量彳得qmgqmdh7h10hg0.934403.05 205.58403.05 242.791.15kg / s.Q0d qmdq0d173.01185.310.934kg/S由中间冷却器的热平衡关系(qmg qmd)% qmd (hg Ao)9mg qmdh所以,混合状态点7,由(qmg qmd hqmd *6qmg *7得h7 h7， 也 (h6 h7，) 403.05 4

33、03.05 242.79(418.53 403.05) 415.61kJ/kg h7， h|0403.05 205.58查 R22物性图得h8=448.26kJ/kg低温级压缩机的理论功率P0dqmd(h2 hj 0.799(373 341.67)25.03kw高温级中高压级压缩机的理论功率P0gqmg(h8 h?) 1.15(448.26415.61)37.54kw高温级中低压级压缩机的理论功率P0d qmd (h6 h5)0.934(418.53 390.89)25.81kw该制冷循环的理论制冷系数Q0150-1.69p0g p0d p0d37.54 25.81 25.03第5章习题1.

34、某单效溴化锂吸收式制冷机中吸收器的压力为7mmHg(1 mmHg=1.36 10-3kgf/cm2 ,1mmHg=133.32Pa),溶液泵进口温度T2=42C ;发生器的压力为70mmH象溶液出口温度为94C。求：1.溶液泵进口处溶液浓度和焓值。2.发生器 出口处溶液浓度和焓值、所产生的冷剂蒸汽的焓值h5、h4。3.单位制冷量。答：(1)由于知道溶液泵进口处的压力和温度分别为7mmH和42C，所以可以从h- E图上查出溶液泵进口处的溶液浓度为 58%焓值为63kcal/kg 。(2) 由于知道发生器出口处的压力和温度分别为70mmHg口 94C，所以可以从液相h- E图上查出发生器出口处的溶

35、液浓度为62.5%,焓值为83kcal/kg 。查汽相h- E图可以得出冷剂蒸汽的焓值为 h5 =738 kcal/kg ,h4= 734 kcal/kg(3) 由 h- E 图可查得：h1 =696 kcal/kg , h3=80kcal/kg，所以单位制冷量为: q0= h1 -h3=696-80=616 kcal/kg=2587.2kJ/kg 。2. 某单效溴化锂吸收式制冷循环的稀溶液和浓溶液浓度分别为Ea=58% E r=62%,溶液热交换器中浓溶液的进、出口温度分别为94C和60C，稀溶液的进口温度42C。求：1.单位制冷剂循环量的溶液热交换器热负荷：2.稀溶液的出口温度：3. 如制

36、冷剂的循环量为300Kg/h,求溶液热交换器热负荷。答：(1)由h- E图可查得：h4=77 kcal/kg ，h8=67 kcal/kg，所以单位制冷循 环量的溶液热交换器热负荷为：r 62qt (a 1)(h4 h8)(1)0 h*)(1)(7767)145 Kcal/kgr a62 58(2)由h- E图可查得：h2=63 kcal/kg，对于稀溶液侧有：qt a(h7 h2)，所以稀溶液的出口焓为：h7 玉 h2 qt -_a h2145 62 586372.35 Kcal/kgar62由h- E图可查得：t7=67 C(3) QtD qt 300 145 =43500 kJ/h=12

37、.083 kJ/s3. 分别写出单效溴化锂吸收式制冷循环、两效溴化锂吸收式制冷循环、氨水吸收 式制冷循环的热平衡关系式；写出对应的蒸汽压缩制冷循环能量平衡关系式；对 四个关系式的意义于以说明、对比。答：各制冷循环的热平衡或能量平衡关系式如下：（1）单效溴化锂吸收式： Qg Q0 Qa Qk ，即发生器和蒸发器吸收的热量 等于吸收器和冷凝器放出的热量；（2）两效溴化锂吸收式： Qg1 Q0 Qa Qk ，即高压发生器和蒸发器吸收的 热量等于吸收器和冷凝器放出的热量；（ 3）氨水吸收式： Qg Q0 Qa Qk QR ，即发生器和蒸发器吸收的热量等 于吸收器、冷凝器和分凝器放出的热量；（ 4）蒸汽

38、压缩式： W Q0 Qk ，即蒸发器吸收的热量加上压缩机输入的功等 于冷凝器放出的热量。通过比较单效溴化锂和两效溴化锂制冷循环，可以发现：它们的热平衡关系 式基本相同，双效循环中驱动高、低压发生器的热量均来自于高压发生器吸收的 热量。通过比较单、两效溴化锂循环和氨吸收式循环，可以发现：它们的热平衡 关系式左边部分基本相同，右边部分略有不同，氨吸收循环多了分凝器放热量Q R。 通过比较吸收式循环和蒸气压缩式循环，可以发现：蒸气压缩式循环左边输入能 量是由压缩机输入的机械能和蒸发器吸收的热量两部分组成，右边输出能量是由 冷凝器放出的热量，比吸收式循环的关系式要简单。4. 对于有回热和无回热的压缩式

39、气体制冷循环，如果工作的温度范围相同，单位 制冷量相同，那么两者的理论制冷系数是否相同？实际制冷系数是否相同？为什 么？答：根据公式推导，对于有回热和无回热的压缩式气体制冷循环，如果工作的温 度范围相同，单位制冷量相同，那么两者的理论制冷系数是相同的，但是实际制 冷系数是不相同的，因为回热循环压力比小，以致压缩机和膨胀机单位功也小， 其功率也小，因而大大减少了压缩过程、膨胀过程以及热交换过程的不可逆损失， 所以回热循环的制冷系数比无回热循环的要大。5. 简述气体涡流制冷、热电制冷的工作原理？ 答：气体涡流制冷的工作原理：经过压缩并冷却到室温的气体 （ 通常是用空气，也 可以用其他气体如二氧化碳

40、、氨等 ） 进入喷嘴内膨胀以后以很高的速度切线方向进 入涡流室，形成自由涡流，经过动能的交换并分离成温度不相同的两部分，中心 部分的气流动能降低经孔板流出，即冷气流；边缘部分的气流动能增大成为热气 流从另一端经控制阀流出。所以涡流管可以同时得到冷热两种效应。热电制冷的工作原理：在两种不同金属组成的闭合线路中，若通以直流电， 就会使一个接点变冷，一个变热，这称为珀尔贴效应，亦称温差电现象。热电制冷亦名温差电制冷、半导体制冷或电子制冷，就是以温差电现象为基础的制冷方 法，它是利用珀尔帖效应的原理达到制冷目的。6. 教材上P115图521所示的吸附式制冷系统只能作间歇式运行，请尝试设计 一套连续运行

41、的吸附式制冷系统。（允许多个沸石筒，系统用简图表示，配以文 字说明） 答：连续运行的吸附式制冷系统如下图所示，该制冷系统有两只吸附床A和E, 运行时两床交替处于吸附状态和解吸状态，每个循环周期的具体过程如下：将余 热通向吸附床A、冷风通向吸附床E时，吸附床A处于解吸状态，吸附床E处于 吸附状态。此时打开阀门a和c,关闭阀门b和d,制冷剂从吸附床A解吸，进入 冷凝器冷凝，然后经过节流阀降压降温后进入蒸发器制冷，最后被吸附床E吸附。 当吸附床A解吸完毕后，将余热通向吸附床E、冷风通向吸附床A,此时吸附床 E处于解吸状态，吸附床A处于吸附状态。此时打开阀门b和d,关闭阀门a和c， 制冷剂从吸附床E解

42、吸，进入冷凝器冷凝，然后经过节流阀降压降温后进入蒸发 器制冷，最后被吸附床A吸附。系统不断地重复以上的循环周期过程，就可以连 续地制取冷量。第六章习题答案1. 某壳管式冷凝器，水在管内流动，R134a在壳侧冷凝。冷凝器内有25x 1.5mm 的紫铜传热管计122根，l=1.3m，水侧每流程的平均管数 n=15根。已知：当冷凝热量Q=105.8Kw,水在管内流速 W=1.54m/s时，管内壁平均温度t#21.6 C, 试求此时冷却水的进口和出口温度 tfi、tfo?答：冷却水平均温度应低于管内壁平均温度，故设平均水温为tf1(t fi t fo )20 C。2查得管内水受迫流动处于紊流区计算式中

43、的综合物性参数为0 2Bf 1878J/S0.8B 也i Bf 0：2di水侧换热系数:18782.6m0.81.540.02225691.5w/mi Fj (twtf)对流换热量:i | Fi tw12(tfitfo)105.8105619.50.022 1.3122 21.612(tfi tfo)t fi t fo39.81 T水吸热热容量:QkGCp(tfo tfi )di2 n4Cp(tfotfi)3105.8 1020.02215 1.54 998.244.183310(tfo tfi)tfo tfi 2.89 Ctfi 18.46联立二温度表达式，可解得：tfo 21.35 C,3

44、 CBm 72.274(kg w3/)1校核：平均水温tf (21.35 18.46) 19.91 C，假设tf 20 C可行水侧雷诺数Re 业 1.54 0.02233678104求i式可行。1.006 102. 有一试验用光管干式蒸发器，筒体直径D=400mm筒内有蒸发管426根，每根管为12 X 1 x 2800mm勺紫铜光管管内R22的质量流速M=220kg血S,蒸发温 度to=4C。已知：冷媒水在蒸发器的进口温度tfi =14C ,出口温度tfo=9C，冷媒水流量G=50T/h,试求：R22在管内蒸发时的单位热负荷 qf (w/ m2)及沸腾换 热系数a i (w/ m2C )答：冷

45、媒水平均温度tf 11.5 C,查得其比热Cp 4.1898kJ / kg 。3水放热热容量：Q0 GCp(tfi tf0) 50 10 4.1898 (14 9) 290.958kw3600管内换热面积： Fi dil nt 0.010 2.8 426 37.473m2单位内表面积上的热流量：qj Q 290.958 7764.5w/m2Fi37.473一根管内的工质流量：Gd M dj2 220 0.0102 0.01728kg/s44R22在管内沸腾处于过度区时可用公式(Bogda nou式)系数B插值：14B 1.220(1.540 1.220)1.44420所以：一 0.017281

46、2 7764.屮6 -ecu / 2 i 1.444丽2193.5w/m0.010i0.2 0.6BGdqi0.6 di3. 某分体式空调的风冷冷凝器，由40根每根长500mm勺12 x 1.0mm的紫铜管组 成，铜管外套df=0.2mm的整张铝翅片。R22在t k=40C下在管内冷凝，设管内 壁温度t w=38C，求冷凝放热系数a k(w/ m2T ) ?答：管内冷凝放热公式：k 0.683rs1/4Bm(tk tw) 1/4di 1/41 1冷凝液膜的平均温度：tm(tk tw) 1 (40 38) 39 C查得Bm 72.066(kg w3)/(m7 k3 s)1/4根据 tk 40 C

47、,查得:rs 20.192(J/kg)1/4 所以： k 0.683 20.192 72.066 (40 38) 1/4 0.010 1/42642.9w/m2 k4. 试对内翅片管分别写出以内表面积为基准的传热系数Kf和以外表面积为基准的传热系数ko的表达式。(有翅面与另一侧无翅面的比值定义为肋化系数b，本题可记做 b Fi/Fo=f i/f o=(f if +fib)/f o)答：内翅片管以内表面积为基准的传热系数：1kif 1(ri) / si内翅片管以外表面积为基准的传热系数：11 (r。m匸)0ki01(-/( s )i-r。m5. 有一 R22的水冷卧式壳管式冷凝器，壳体内管簇布置如下图所示,共56根传热 管,布置成上下8排,水平方向15列,其传热管系滚扎的低螺纹管，断面形状及尺寸 见下图右.已知冷却水进口温度 tfi =28 C、出口温度 tfo=35.5 C ,冷却水流量 G=15T/h,冷却水在管内走了 4个流程,每流程的管数相同.设管内水侧