作业及思考题.doc

制冷原理及设备作业及思考题一、绪论1、“冷”是如何界定的？何谓“制冷”？制冷的定义是否严禁？答：以环境温度为人为设定的标准，低于环境温度的物体成为冷物体。 用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却到环境温度以下，并保持这个温度称为制冷。 2、制冷技术的研究内容和理论基础是什么？答：内容有3点 研究获得低温的方法，有关机理以及与此相应的制冷循环，并进行热力学分析计算 研究制冷剂的性质 研究制冷循环所必须的机械和技术设备 以上三点前两点是理论基础3、对于人工制冷，热力学第二定律为我们指出了什么？答：热量不能自发的从低温物体转移向高温物体，而不引起其他变化，所以为了实现这一过程，我们必须向循环系统提供能量。4、制冷方法是如何分类的？答：制冷分为 120k以上普冷 12020k深冷 200.3k低温制冷 0.3k以下超低温制冷方法有：液体气化法（适合普冷） 气体膨胀法 热电法 固体绝热去磁法二、制冷方法1、为什么液体汽化法能够制冷？答：液体气化吸收气化潜热，所以能产生低温2、液体汽化法制冷有几种制冷（循环）方式？分别简述之。答：蒸汽压缩式，吸收式，蒸汽喷射式，吸附式3、分析制冷系数与制冷效率的异同。答：制冷系数cop=q/w表示制得的冷量与消耗功量的比值，制冷效率=COP0/COPc表示实际循环与理论循环的接近程度。4、在某一条件下，制冷循环的性能系数COP有无最高值？试分析之。答：在恒温热源和热汇之间工作的可逆制冷机，其性能系数只与热源热汇温度有关，两者越接近，cop越高，两者不可能相等，所以cop没有最大值。5、热泵的工作原理是什么？其性能如何表示？答：逆向循环中，通过一定的补偿能，将低温环境中的热能吸收后释放到高温环境，使用冷凝器放热量的循环为热泵。cop=Qa/W=(W+Q0)/W1三、单级蒸汽压缩式制冷循环1、分析理论制冷循环与理想制冷循环的异同？答：理论循环没有考虑制冷剂过冷和蒸汽过热产生的影响，没有考虑各个部件管路的阻力压降，压缩过程并非等熵系统存在不凝性气体，等。2、压-焓图有什么特点？答：压力为纵坐标比焓为横坐标，等温线为(竖横下曲)线，等熵线右上倾斜，3、什么是节流损失？分析其对循环性能的影响。答：液体制冷剂节流后进入两相区，其干度越小，蒸发吸热量越大，节流产生的蒸汽不利于循环性能，增加制冷剂过冷度可以减少节流损失。4、什么是过热损失？分析其对循环性能的影响。答：蒸汽温度高于同压力下的饱和蒸汽温度成为过热，温差为过热度5、什么是有效过热？什么是无效过热？分析其对循环性能的影响。答：过热有制冷效果，成为有效过热，没有制冷效果，成为无效过热，无效过热对循环性能不利，有效过热相反。6、为什么要分析热交换及压力损失对循环性能的影响？答：热交换及压力损失是循环内因，与理论循环相比，实际循环中由于这些因素存在制冷剂热力状态变化是不可避免的对循环性能有很大影响，所以应当分析。7、某理论制冷循环，使用R22为制冷剂，蒸发温度为15，冷凝温度为35，没有过冷和过热，试对理论循环进行热力计算。如果上面的循环具有5的过冷度，循环性能有什么变化？如果还有5的过热度，循环性能有什么变化？答：有5度过冷度，节流产生的气体量减少，节流损失减小，循环性能提高；5度过热度循环性能下降。8、简述制冷流程中各个主要部件的作用。答：压缩机输送、压缩、抽出制冷剂，接受、补偿能量；蒸发器换热，保证蒸发压力，产生压力；冷凝器换热，保证冷凝压力，产生负压；膨胀阀降低制冷剂压力。9*、制冷压缩机分为几类？其型号如何表示？10*、说明制冷压缩机主要的部件及其作用。11、何谓制冷机的性能？答：制冷机的制冷量与外在因素即人为可控因素之间的关系为制冷剂性能。12、提出制冷机工况有什么意义？答：制冷工况有两类，制冷压缩机工况，制冷工况。制冷系统性能与他们的工作条件是相关的，不讲工作条件，只讲制冷量和性能系数是没有意义的。为了确定他们的特性和对同类产品进行比较，规定的一系列工作条件称为工况。13、分析制冷机性能与工况的关系。答：假定冷凝温度不变，蒸发温度越低，制冷量下降，比容积功增加，性能系数下降。 假定蒸发温度不变，冷凝温度升高，比容积功增加，制冷量下降，性能系数下降。14、提出制冷压缩机的制冷量换算系数的意义？15、什么是内在参数？什么是外在参数？答：内在参数：人为不可控，冷凝温度，蒸发温度，过冷度，过热度。在外参数：制冷剂流量16、什么是制冷压缩机的名义工况？什么是制冷压缩机的考核工况？p47答：名义工况指制冷压缩机标牌上的标牌工况，考核工况17、什么是单位轴功率制冷量？其与制冷系数有无区别？四、制冷剂1、对制冷剂的性质有那些方面的要求？答：1环境可接受性，2热力性质满足使用要求（高压不过高，低压无负压，压力比不过大，性能系数大，单位容积单位质量制冷量大），3传热性和流动性较好，4化学稳定性和热稳定性较好的使用安全，5无毒不燃不爆，6价格便宜来源广。2、FREON的符号表示方法？答：无机物R7+分子量整数部分，有机物R（m-1）（n+1）（x）B（z）式中CmHnFxClyBrz3、CFC等是如何破坏臭氧层的？答：氯离子与臭氧结合生成O2和ClO-，两个ClO-见光分解产生Cl-和O2，从而使O3不断的转化为O2。4、特鲁顿定律的主要内容是什么？对其所代表的意义进行分析。答：大多数物质在标准蒸发温度下蒸发时，其摩尔熵增的数值大体相等。意义：标准沸点相近的物质，分子量大的气化潜热小，分子量小的气化潜热大。各种制冷剂在一个大气压下气化时，单位容积气化潜热大体相等。5、研究制冷剂与润滑油的溶解性有何作用？答：润滑油起润滑，冷却，清洁的作用，在循环中必不可少，制冷机中制冷剂与润滑油有充分接触，两者的溶解性对系统中机器设备的工作和系统的流程设计都有影响。6、常用的制冷剂有几种？简述常用制冷剂的性质和特点。答：水，氨，CO2，碳氢化合物，氟利昂，R22,R12。7、制冷剂热力性质计算需要使用那些方程？答：状态方程，饱和气体压力方程，饱和液体密度方程，理想气体比热容方程，比焓方程，比熵方程，潜热方程。8、常用的第二制为什么复叠式制冷要设置膨胀容器？答：复叠式制冷的低温侧蒸发温度为高温侧冷凝温度，当系统停止运行后，整体升温为常温，制冷剂大幅度膨胀系统压力太大，所以需要设置膨胀容器。作业题：分析当蒸发温度降低时两级压缩制冷循环的性能变化。性质如何？五、两级压缩和复叠式制冷循环1、为什么要提出两级压缩和复叠式制冷循环？答：1单级压缩导致排气温度过高，将会使润滑油变稀，润滑条件恶化，2冷凝温度升高或者蒸发温度降低时，压缩机压力比将增大，3压缩机有效容积减小利用率下降，制冷量减少直至归零。为此，提出两级压缩和复叠式制冷。2、两级压缩制冷循环有几种流程？答：一级节流，两级节流，中间完全冷却，中间不完全冷却。P843、如何确定两级压缩制冷循环的中间压力？P914、为什么复叠式制冷要设置膨胀容器？5、分析当蒸发温度降低时两级压缩制冷循环的性能变化。六、吸收式制冷机的溶液热力学基础1、什么是相律？答：体系处于平衡状态时，他的自由度，相数，组分数满足一定关系，这个关系称为相律。f=k-相数+22、二元溶液的定压沸腾过程有什么特点？答：低沸点物质气相浓度高于液相浓度。（高压制冷剂即低温制冷剂说的是同压沸点）3、叙述使用拉乌尔定律和道尔顿定律确定二元溶液相图的过程。P1034、分析二元溶液发生吸收与解析的条件。答：在外界参数p1,t1下二元溶液某一组分的气相x和液相x处于平衡状态，外界参数变化时，平衡会被破坏。温度降低时，使它具有吸收蒸汽的能力，即为可吸收状态，温度升高，使它具有放出蒸汽的能力就会发生解析。5、如何在焓浓度图上确定各种热力过程？七、溴化锂吸收式制冷机1、溴化锂有何性质？溴化锂水溶液有什么性质和特点？答:溴化锂属无机盐，无色粒状晶体，沸点高，易溶于水，性质稳定水溶液特点:无色液体，溴化锂溶解度与温度正相关，使用中通常要求质量分数不超过66%，有强烈的吸湿性，比热容小粘度大密度大于水表面张力大导热系数随增大降低，随温度升高增大对黑色金属和紫铜有强烈腐蚀性。2、在焓浓度图上确定溴化锂吸收式制冷循环。p1323、什么是循环倍率？答:表示在发生器中每产生1千克水蒸气所需要的溴化锂稀溶液的循环量。4、什么是放气范围？经济放气范围是多少？答:进入发生器的溶液质量分数减去离开发生器的溶液质量分数为放气范围，经济范围4-55、简述进行溴化锂吸收式制冷机热力和传热计算的步骤。6、说明提高溴化锂吸收式制冷机性能的途径。答:及时抽出不凝性气体，调节溶液循环量强化传热传质过程采取适当的防腐措施。7、分析影响溴化锂吸收式制冷机性能的主要因素及其影响。8、溴化锂吸收式制冷机冷量调节的方法有那些？各有什么特点？答:加热蒸汽量调节加热蒸汽压力调节加热蒸汽凝结水量调节冷却水量调节溶液循环量调节溶液循环量与蒸汽量组合调节溶液循环量与加热蒸汽凝结水量组合调节9、溴化锂吸收式制冷机的安全保护措施有哪些？p14910、为什么要提出双效溴化锂吸收式制冷循环？15011、分析说明溴化锂吸收式制冷机的特点。12、简要说明串、并联流程的双效溴化锂吸收式制冷机的流程？八、热电制冷1、说明热电制冷的基本原理。答：电流流过两种不同导体的界面时，从外界吸收热量或者向外界放出热量，对于半导体电偶，他的帕尔贴效应很强，就能够在制冷节点处表现出明显的制冷效应。2、什么是材料的优值系数？其意义是什么？答：Z=/，为温差电势率，为电阻率，为导热系数。材料优值系数决定了材料是否适合作为热电偶元件，Z值越高越适合。3、为什么要提出制冷系数最佳工况和制冷能力最佳的工况？答:4、 热电制冷的外在参数有那些？分析影响热电制冷性能的主要因素。答:工作电流，冷端温度，材料优值系数，制冷电路连接方式。5、热电制冷有什么特点？答:结构简单体积小启动快控制灵活操作具有可逆性主要缺点是效率低，耗电多。6、 概括热电堆设计步骤。答:设计已知条件（制冷量，设计温度，冷却介质温度，）工作参数确定（热端温度，冷端温度温差）热电堆级数元件尺寸及连接方式设计工作状态选择设计计算九、制冷机的热交换设备1、热交换设备中的传热过程有什么特点？2、说明蒸发器的种类、基本构造和主要应用。p1853、说明冷凝器的种类、基本构造和主要应用。p1944、何为开式、闭式冷却水系统？p2025、对数平均温差、对数平均焓差的意义？p209 2116、概括冷凝器、蒸发器设计计算的步骤。7、热计算绝缘层厚度有几种方法？两种p249十、制冷机的其它辅助设备及管道1、膨胀机构有几种类型？答:手动膨胀阀（工业用制冷装置）热力膨胀阀（工，商业空气调节装置）热电膨胀阀，毛细管（家用制冷装置）浮球调节阀2、膨胀机构的主要作用是什么？答:主要有两个作用，1是节流2是调节进入蒸发器的制冷剂流量。3、热力膨胀阀的控制机理是什么？调整蒸发器出口处的过热度来调节进入蒸发器的流量。4、热力膨胀阀的控制原理是什么？如何确定其设计过热度？答:制冷剂流经蒸发器产生压力降，其末端饱和温度将低于入口处饱和温度，