制冷及制冷设备期末复习总结.doc

第一章1制冷：作为一门科学是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体火流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。2 制冷技术的研究内容和理论基础：1)研究或的低温的方法和有关的激励以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力学的分析和计算。2)研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。机械制冷要通过制冷剂热力状态的变化才能实现。所以，制冷剂的热物理性质是进行循环分析和计算的基础数据。3)研究实验制冷循环所必须的各种机械和技术设备，包括他们得工作原理，性能分析，结构设计，以及制冷装置的流程组织，系统配套设计。3 制冷机使用的工作介质称为制冷机。4 制冷的方法很多，常见的有以下四种：液体汽化制冷、气体膨胀 制冷、我流管制冷和热电制冷。5 液体汽化制冷循环由工质低压下汽化、蒸汽升压、高压汽化和高压液体降压四个基本过程组成。6 蒸汽喷射式制冷组成：喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀、泵。7 喷射器组成：喷嘴、吸入室、扩压器。8 吸附制冷：热能为动力的能量转换系统。一定的固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用。吸附能力随吸附剂温度的不同而不同。周期性的冷却和加热吸附剂，使之交换吸附和解析。9 常用的吸附剂：水10 热电制冷：铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正、负极上，通电后，发现一个街头变热，另一个接头变冷。这个效应称为帕尔贴效应。用铜板和铜导线将N。P半导体连成一个回路，同板和导线只起导电作用，回路用低压直流电源供电。回路中接通电流时，一个结点变冷，另一个结点变热。如果改变电流方向，两结点的冷、热作用互易，即原来的冷结点变热，原来的热结点变冷。11 涡流管制冷：是压缩气体产生涡流运动并分离成冷、热两部分，其中冷气流用来制冷。组成：喷嘴、涡流室、孔板、管子和控制阀 涡流室将管子分为冷端和热端。第二章1、 理论循环与实际循环之间的差别：理论循环中没有考虑到制冷剂液体过冷和蒸汽过热的影响；没有考虑冷凝器、蒸发器和连接各设备的管道中因制冷剂的流动阻力产生的压力降；实际压缩过程并非等熵过程；系统中存在不凝性气体等。2、 液体过冷对循环性能的影响：液体制冷剂节流后进入湿蒸气区（两相区），节流后制冷剂的干度愈小，它在蒸发器中汽化时的吸热量愈大，循环的性能系数愈高。在一定的冷凝温度和蒸发温度下，节流前制冷剂液体过冷可以减少节流后的干度。液体过冷后单位制冷量增加。由于单位制冷量的增加，过冷循环所需要的制冷剂质量流量将小于理论循环的质量流量，又由于压缩机吸入状态相同，因此压缩机的容积流量也是过冷循环小于理论循环，又因为两个循环压缩机进出口状态相同比功相同，因而过冷循环中单位制冷量的增加又使性能系数增加。总而言之，采用过冷循环总是有利的，过冷度越大，对循环越有利。过冷：制冷剂液体的温度低于同一压力下饱和状态的温度过冷度：制冷剂液体的温度与同一压力下饱和状态的温度差3、 蒸汽过热对循环性能的影响：1）过热循环中压缩机的排气温度比理论循环的排气温度高，2）过热循环的比功大于理论循环比功，3）由于过热循环在过热过程中吸收了一部分热量，再加上比功又稍有增加，因此每千克制冷剂在冷凝器中排出的热量较理论循环大，4）相同压力下，温度升高时，过热蒸气的比体积要比饱和蒸气的比体积大，这意味着对每千克制冷剂而言，将需要更大的压缩机体积。5）对于无效过热，循环的单位制冷量和运行在相同冷凝温度和蒸发温度下的理论循环的单位制冷量是相等的，但由于蒸汽比体积的增加使单位容积制冷量减少，对给定压缩机而言，它将导致循环制冷量的降低。由于循环比功的增加，性能系数下降。6）对于有效过热使循环的单位制冷量增加，但由于吸入蒸气的比体积也随着吸入温度的增加而增加，故过热循环的单位容积制冷量可以增加，也可以减少，这与制冷剂本身的特性有关。有效吸气过热对性能系数的影响与单位容积制冷量有类似之处。随着过热度的增加，单位制冷量增加，比功也增加，性能系数可以增加，也可以减少，同样与制冷剂本身的特性有关。过热：制冷剂蒸气的温度高于同一压力下饱和蒸气的温度过热度：制冷剂蒸气的温度与同一压力下饱和蒸气的温度差无效过热：由蒸发器出来的低温制冷剂蒸气，在通过吸入管道进入压缩机之前，从周围环境中吸取热量而过热，但它并没有对被冷却物体产生任何制冷效应，这种过热称为“无效”过热。有效过热：如果吸入蒸气的过热发生在蒸发器本身的后部，或者发生在安装于被冷却室内的吸气管道上，或者发生在两者皆有的情况下，那么，由于过热而吸收的热量来自被冷却物，因而产生了有用的制冷效果，这种过热称为“有效”过热。4、 气液热交换器（回热器）对循环性能的影响：在系统中增加一个气液热交换器（回热器），使节流前的液体和来自蒸发器的低温蒸汽进行内部交换，制冷剂液体过热，低温蒸气有效过热。这样，不仅可增加单位制冷量，而且可以减少蒸气与环境之间的热交换，减少甚至消除吸气管道中的有害过热。气液热交换器（回热器）：设置于制冷系统的供液管路上，利用由蒸发器来的低压蒸气冷却节流前的制冷剂液体，回收透平排气中的余热用于加热压气机出口空气的再生式或表面式热交换器。5、吸入管道中的热交换及压力损失对循环性能的影响：吸入管道中的热交换和压力降对循环性能的影响最大，因为它直接影响到压缩机的吸入状态，导致性能的更大改变。吸入管道中的压力降始终是有害的，它使得吸气比体积增大，压缩机的压力比增大，单位容积制冷量减少，压缩机容积效率降低，比压缩功增大，性能系数下降。在理论循环中，压缩机的压缩过程被假定为等熵过程。6、不凝性气体对循环性能的影响：系统中的不凝性气体（如空气等）往往积存在冷凝器上部，因为它不能通过冷凝器（或储液器）的液封。不凝性气体的存在使冷凝器内的压力增加，导致压缩机排气压力提高，比功增加，性能系数下降，压缩机容积效率降低，应及时排除。7、冷凝温度对循环性能的影响：随着蒸发温度的降低，循环的制冷量及性能系数均明显下降。因此在运行中只要能满足被冷却物体的温度要求，希望制冷剂能保持较高的蒸发温度，以保证获得较大的制冷量和较好的经济性。由于冷凝温度的提高会使循环的制冷量及性能系数下降，故运行中要控制冷凝温度，不要使它过高。第三章1、制冷剂无机化合物：NH3（R717）H2O（R718）CO2（R744）SO2（R764） N2O（R744a）ODP:考察物质对臭氧层的危害程度用臭氧衰减指数ODP表示GWP:物质造成温室效应危害的程度用温室指数GWP表示 （ODP和GWP都是越小越好）ODP以R11为基准，取R11的ODP为1，其它物质的ODP是相对R11的比较值。GWP以CO2为基准，取CO2的GWP为1（100年），其它物质的GWP是相对CO2的比较值。2、为什么禁用氨制冷剂？因为氨制冷剂对金属具有腐蚀性3、实用制冷剂 水：水的标准沸点为100，冰点为0，试用于0以上的制冷温度。水无毒无味、不燃、不爆、来源广，是安全而便宜的制冷剂。但水蒸气的比体积大，蒸发压力低，使系统处于高真空状态。由于这两个特点，水不宜在压缩式制冷机中使用，只适合在吸收式和蒸气喷射式冷水机组中作制冷剂。第四章1、一级节流、中间完全冷却的两级压缩循环的区别：从循环的工作过程可以看出，与单级压缩制冷循环比较，它不仅增加了一台压缩机，而且还增加了中间冷却器和一只节流阀，且高压级的制冷剂流量因加上了在中间冷却器内产生的蒸气而大于低压级的制冷剂流量。2、冷凝蒸发器作用：1)低温级：低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸取热量（即制取冷量），并将此热量传给高温部分制冷剂，然后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水活空气）。2）高温级：高温部分系统中制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中制冷剂冷凝，用一个冷凝蒸发器将两部分联系起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。3、节流降压：4、一级节流、中间不完全冷却的两级压缩循环：图4示出一级节流、中间不完全冷却的两级压缩循环的系统原理图及相应的p-h 图。它的工作过程与一级节流中间完全冷却循环的主要区别中于低压压缩机的排气不进入中间冷却器，而是中间冷却器中产生的饱和蒸气在管路中混合后进入高压压缩机。因此，高压压缩机吸入的是中间压力下的过热蒸气。第六章1、 氨水吸收式制冷机的特点，用什么塔？精馏塔（1）采用蒸汽或热水作为热源，有利于废热的综合利用，特别适合于化工冶金和轻工业制冷设备（2）以氨作为制冷剂，能制取0C以下的温度（3）整个装置除泵外均为塔，灌等热交换设备，结构简单，便于加工制造（4）振动噪音小,可露天安装，降低建筑费用(5）负荷在30%100%范围内调节时，装置的经济性没有明显变化（6）维修简单，操作方便，易于管理（7）氨价格低廉，来源充足（8）对大气臭氧层无破坏作用（9）对铜及铜合金有腐蚀作用（10）钢材冷却水消耗量大（11）热力系数较低（12）由于氨，水的沸点比较接近，为提高氨气浓度，系统中必须增设精馏和分凝设备2、单极氨水吸收式制冷机工作的循环过程E制冷循环 B吸收剂循环 F水循环 A冷却水循环 C热蒸汽循环A-精馏塔 （a发生器b提馏段c精馏段d回流冷凝器）B-吸收器 C-冷凝器 E-蒸发器浓度为 ， kg 的浓溶液 （点1a）进入到精馏塔A，在精馏塔A内的发生器a中被加热吸收热量 后，部分溶液被蒸发，产生的蒸气经过提馏段b，得到浓度 为的氨蒸气（1+R）kg，然后经过精馏段b和回流冷凝器d，使上升的蒸气得到进一步的精馏和分凝，浓度提高到 （点5），由精馏塔A塔顶排出，排出的氨蒸气质量为1kg。回流冷凝器d中，因冷凝Rkg回流液所放出的热量 被冷却水排走。在发生器底部得到浓度为的稀溶液（f-1）kg，用点2表示。从精馏塔A塔顶排出的1kg几乎是纯氨的蒸气进入到冷凝器B中，等压、等浓度下冷凝成液体（点6），冷凝时放出的热量由冷却水带走。液氨经过节流阀I，压力由Pk降到P0 ，形成湿蒸气（7点），再进入到蒸发器C中，液氨吸收被冷却物体的热量 q0 气化，再从蒸发器C排出（点8）。点8的状态可以是湿蒸气，也可以是饱和蒸气，也可以是过热蒸气，它取决于被冷却物体所要求的温度。从发生器a的底部排出浓度为 、质量为（f-1）kg稀溶液，经过溶液热交换器E后温度降低到点2a，因为点2a状态的压力为 Ph ，故溶液为过冷溶液。过冷溶液经过节流阀F，压力由 Ph 降到 Pa （即 P0 ），由状态点3表示，然后进入吸收器D，吸收由蒸发器产生的1kg蒸气，形成了fkg、浓度为 的浓溶液（点4），吸收过程中放出的热量 被冷却水带走。状态点4的浓溶液经溶液泵G升压，压力由 Pa 提高到 Ph （点4a），再经溶液热交换器E加热，温度升高到状态点1a，最后从精馏塔A的进料口进入精馏塔，循环再重复进行，达到不断制冷的目的。上图所示的系统所能制取的最低温度与加热热源温度和冷却水温有关，一般情况下不低于-25，否则放气范围 将小于0.06，使装置经济性下降。如果热源温度较低，冷却水温度较高，而又要制取较低温度时，可采用双级氨吸收式制冷机或带有喷射器的单级氨吸收式制冷机。 第七章1、溴化锂吸收式制冷机的分类：单筒和双筒溴化锂吸收式制冷机系统2、溴化锂吸收式制冷的循环过程：图中上半部分，贯穿四个热交换装置，虚线所示为制冷剂循环，由蒸发器、冷凝器和节流装置（即调节阀10）组成，属于逆循环。图中下半部分，实线所示循环回路，是由发生器、吸收器、溶液泵及调节阀组成的热压缩系统的二元溶液循环，属于正循环。以上循环是不考虑传质、传热及工质流动的系统阻力等损失的理论循环。正循环为卡诺循环，具有最大的热效率，逆循环为逆卡诺循环，具有最大的制冷系数。因此由这样一个正循环与一个逆循环联合组成一个以热力为主要动力，辅以少量电能驱动溶液泵所构成的吸收式制冷机，具有最大的热力系数。 3、溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两部分：（1）发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，经U形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中产生的过程完全相同。（2）发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起的作用。4、工作过程在hw图上的表示：溴化锂吸收式制冷机的理想工作过程可以用hw图表示。理想过程是指工质在流动过程中没有任何阻力损失，各设备与周围空气不发生热量交换，发生终了和吸收终了的溶液均达到平衡状态。图中Pk为冷凝压力，也就是发生器压力。Pa为吸收器压力，即蒸发压力。发生过程、冷凝过程、节流过程、蒸发过程、吸收过程5、发生不