2025年大学能源与动力工程（制冷系统设计）试题及答案

2025年大学能源与动力工程（制冷系统设计）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.制冷系统中，制冷剂在蒸发器内的状态变化是A.气态变为液态B.液态变为气态C.气态变为固态D.固态变为气态答案：B2.以下哪种制冷压缩机属于容积型压缩机A.离心式压缩机B.螺杆式压缩机C.轴流式压缩机D.喷射式压缩机答案：B3.制冷系统的四大部件不包括A.压缩机B.冷凝器C.节流阀D.蒸发器E.干燥过滤器答案：E4.制冷剂R22属于A.无机化合物制冷剂B.氟利昂制冷剂C.碳氢化合物制冷剂D.混合制冷剂答案：B5.冷凝器的作用是A.将气态制冷剂冷凝成液态B.将液态制冷剂汽化成气态C.降低制冷剂温度D.提高制冷剂压力答案：A6.节流阀的作用是A.控制制冷剂流量B.提高制冷剂压力C.降低制冷剂温度D.使制冷剂节流降压答案：D7.制冷系统中蒸发器的传热方式主要是A.导热B.对流C.辐射D.沸腾传热答案：D8.以下哪种材料常用于制作蒸发器A.铜B.铁C.铝D.不锈钢答案：A9.制冷系统的COP值是指A.制冷系数B.能效比C.性能系数D.制冷量答案：C10.当制冷系统运行时，吸气压力过低可能的原因是A.制冷剂过多B.蒸发器结霜C.压缩机效率低D.节流阀开度大答案：B第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共10空，每空2分。请将答案填在题中横线上。1.制冷系统的工作原理是利用制冷剂的______变化来实现热量的转移。答案：状态2.常见的制冷循环有______循环、______循环等。答案：蒸汽压缩式、吸收式3.制冷系统中的润滑油起到______、______等作用。答案：润滑、密封4.蒸发器的传热温差是指______与______之间的温差。答案：制冷剂蒸发温度、被冷却介质温度5.冷凝器的冷却方式有______冷却、______冷却等。答案：水冷、风冷三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述蒸汽压缩式制冷系统的工作过程。答案：蒸汽压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四大部件组成。压缩机将气态制冷剂压缩成高温高压气体，排入冷凝器；在冷凝器中，制冷剂被冷却介质冷却，冷凝成液态；液态制冷剂通过节流阀节流降压，进入蒸发器；在蒸发器中，制冷剂吸收被冷却介质的热量，汽化成气态，完成制冷循环。2.为什么要对制冷系统进行检漏？答案：制冷系统如果存在泄漏，会导致制冷剂泄漏，影响制冷效果，增加运行成本。同时，制冷剂泄漏到大气中还可能对环境造成污染。所以需要对制冷系统进行检漏，及时发现并修复泄漏点，保证制冷系统正常运行。3.简述蒸发器结霜的危害及处理方法。答案：蒸发器结霜会使传热热阻增大，降低蒸发器的传热系数，导致制冷量下降，制冷系数降低。处理方法包括定期除霜，可采用热气融霜、水融霜等方式；优化制冷系统运行参数，如适当提高蒸发温度等；检查蒸发器的通风情况，确保良好的换热条件。4.如何选择合适的制冷剂？答案：选择合适的制冷剂需要考虑多个因素。如制冷温度范围，不同制冷剂适用于不同的温度区间；化学稳定性，要保证制冷剂在系统中不发生化学反应；安全性，无毒、不燃、不爆；与润滑油的互溶性，良好的互溶性可保证系统正常运行；此外，还要考虑制冷剂的价格、来源等因素。四、分析题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。阅读材料，回答问题。材料：某制冷系统在运行过程中，出现制冷量不足的现象。经过检查，发现压缩机吸气压力较低，排气压力正常，蒸发器表面结霜严重，冷凝器温度和压力也正常。1.请分析制冷量不足的可能原因。答案：制冷量不足可能是由于蒸发器结霜严重，导致传热热阻增大，传热系数降低，使制冷剂吸收热量减少，从而制冷量不足。同时，压缩机吸气压力较低，可能是蒸发器内制冷剂蒸发不完全，或者系统存在泄漏等原因，导致进入压缩机的制冷剂流量不足，也会影响制冷量。五、设计题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。根据要求进行设计。设计一个小型冷库的制冷系统，要求制冷量为10kW，采用R22制冷剂，冷凝温度为40℃，蒸发温度为-15℃。1.确定制冷压缩机的型号和规格。答案：根据制冷量和工况条件，通过制冷压缩机性能曲线等资料，选择合适型号的压缩机。如可选用某型号的螺杆式压缩机，其制冷量能满足10kW的要求，排气量、压缩比等参数也符合该工况。2.计算冷凝器和蒸发器的传热面积。答案：根据传热学原理，结合给定的工况参数，计算冷凝器的传热面积。首先确定冷凝器的传热系数，通过相关公式计算出所需的传热面积。蒸发器同理，根据制冷剂在蒸发器内的蒸发特性，计算出蒸发器所需的传热面积，以保证良好的换热