化工单元操作任务六冷冻.doc

济源职业技术学院授 课 教 案授课日期课时2课 型（请打）理论课 实验课 习题课 上机课 其他 授课章、节或主题任务六 冷冻技术 教学目的要求：1、了解冷冻技术特点及应用；2、理解冷冻技术的工作原理及流程。教学重点及难点：1、重点：冷冻技术的工作原理及流程2、难点：冷冻技术的应用教 学 设 计（可附页）说 明教师活动：1.告知：告知本课程的教学目标、教学方法、 考核方法、参考资料等。2.布置任务3.分析：讲解学生完成工作任务所需理论知识 制冷基本原理 制冷剂与载冷体 制冷设备作业与思考题：制冷循环由哪几个过程组成？其实质是什么？课后回忆：任课教师教研室主任签字济源职业技术学院授 课 教 案 附 页教 学 设 计说 明4.指导学生决策、计划、实施，顺利完成工作任务5.检查评估：听取学生汇报并点评，收取学生工作任务单，完成任务完成情况考核评分。学生活动：学生学习小组的行动阶段备注分析分析完成工作任务所必需的理论知识决策识读制冷循环过程计划学生制定学习、分工计划，确保小组中每个学生都有任务；确定成果提交方式实施以小组形式通过查阅资料，完成工作任务1. 制冷循环过程2. 制冷循环实质3. 制冷循环原理自评完成工作任务单，自评; 老师点评附：学生完成工作所需的理论知识一、制冷基本原理 1、 制冷的分类（1）按制冷过程分类蒸气压缩式制冷、吸收式制冷（2）按制冷程度分类 普通制冷 、深度制冷 制冷操作是从低温物料中取出热量，并将此热量传给高温物体的过程 根据热力学第二定律，这种传热过程必须从外界补充所消耗的能量 制冷是利用制冷剂的沸点随压力变化的特性，使制冷剂在低压下气化吸收被冷物质的热量降低其温度达到被冷物质制冷目的（一）制冷循环济源职业技术学院授 课 教 案 附 页教 学 设 计说 明1-压缩机（又称冷冻机）；2-冷凝器；3-膨胀机；4-蒸发器；5-节流阀理想制冷循环由可逆绝热压缩过程（压缩机）、等压冷凝过程（冷凝器）、可逆绝热膨胀过程（膨胀机）、等压等温蒸发过程（蒸发器）等组成。实际制冷循环 在压缩机中绝热压缩 等压冷却与冷凝 节流膨胀 等压等温蒸发 （一）制冷循环在整个制冷循环过程中，氨作为工作介质（制冷剂），完成从低温的冷冻物质中吸取热量转交给高温物质（冷却水）的任务。 制冷循环过程的实质是由压缩机作功，通过制冷剂从低温热源取出热量，送到高温热源（二）制冷系数制冷系数是制冷剂自被冷物料所取出的热量与所消耗的外功之比，以表示（三）操作温度的选择制冷装置在操作运行中重要的控制点有：蒸发温度和压力、冷凝温度和压力、压缩机的进出口温度、过冷温度及冷却温度。1蒸发温度2冷凝温度 3操作温度与压缩比二、制冷剂与载冷体制冷剂是制冷循环中将热量从低温传向高温的工作介质，制冷剂的种类和性质对冷冻机的大小、结构、材料及操作压力等有重要的影响。因此应当根据具体的操作条件慎重选用适宜的制冷剂。（一）制冷剂应具备的条件在常压下的沸点要低，且低于蒸发温度，这是首要条件。化学性质稳定。蒸发温度下的气化潜热尽可能大，单位体积制冷能力要大。冷凝温度下的饱和蒸气压（冷凝压力）不宜过高。蒸发温度下的蒸气压强（蒸发压力）不低于大气压力。临界温度要高，能在常温下液化；凝固点要低，以获得较低的蒸发温度。制冷剂的粘度和密度应尽可能地小，减少其在系统中流动时的阻力。导热系数要大，可以提高热交换器的传热系数。无毒、无臭不危害人体健康，不破坏生态环境。价格低廉，易于获得。济源职业技术学院授 课 教 案 附 页教 学 设 计说 明（二）常用制冷剂v 氨v 二氧化碳v 氟里昂 v 碳氢化合物 （三）制冷剂的过冷制冷剂的过冷就是在进入节流阀之前将液态制冷剂温度降低，使其低于冷凝压力下所对应的饱和温度，成为该压力下的过冷液体。通常取制冷剂的过冷温度比冷凝温度低5K或比冷却水进口温度 高35K。工业上常用实现制冷剂的过冷的措施： 在冷凝器中过冷； 用过冷器过冷； 用直接蒸发的过冷器过冷； 回热器中过冷； 在中间冷却器中过冷。（四）制冷能力制冷能力（制冷量）是制冷剂在单位时间内从被冷物料中取出的热量，表示一套制冷循环装置的制冷效应，用Q1表示，单位W或kW。 单位体积制冷剂的制冷能力即每立方米进入压缩机的制冷剂蒸气从被冷物料中取出的热量，用符号qv表示，单位为 J/m3。（五）载冷体载冷体是用来将制冷装置的蒸发器中所产生的冷量传递给被冷却物体的媒介物质或中间介质。载冷体应具备的条件：冰点要低。比热容大，载冷量也大。密度小，粘度小。化学稳定性好，不腐蚀设备和管道，无毒无臭，无爆炸危险性。导热系数大。来源充足，价格便宜。（六）常用载冷体v 水v 盐水溶液（冷冻盐水） v 有机溶液济源职业技术学院授 课 教 案 附 页教 学 设 计说 明三、制冷设备 1压缩机压缩机是制冷循环系统的心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸气的作用，通常又称为冷冻机。在工业上采用的冷冻机有往复式和离心式两种。2冷凝器冷凝器是压缩蒸气制冷系统中的主要设备之一。作用是将压缩机排出的高温制冷剂蒸气冷凝成为冷凝压力下的饱和液体。冷凝器按冷却介质分为水冷冷凝器和气冷冷凝器；按结构型式分为壳管式、套管式、蛇管式等冷凝器。3节流