蒸汽压缩式制冷的热力学原理.docx

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1、蒸汽压缩式制冷的热力学原理蒸汽压缩式制冷的热力学原理1为什么讲逆卡诺循环难以实现？蒸汽压缩式制冷理想和实际循环为什么要采用干压缩、膨胀阀？答：1：逆卡诺循环是理想的可逆制冷循环，它是由两个定温经过和两个绝热经过组成。循环时，高、低温热源恒定，制冷工质在冷凝器和蒸发器中与热源间无传热温差，制冷工质流经各个设备中不考虑任何损失，因而，逆卡诺循环是理想制冷循环，它的制冷系数是最高的，但工程上无法实现。(见笔记，关键在于运动无摩擦，传热我温差)2：工程中，由于液体在绝热膨胀前后体积变化很小，回收的膨胀功有限，且高精度的膨胀机也很难加工。因而，在蒸汽压缩式制冷循环中，均由节流机构如节流阀、膨胀阀、毛细管

2、等代替膨胀机。此外，若压缩机吸入的是湿蒸汽，在压缩经过中必产生湿压缩，而湿压缩会引起种种不良的后果，严重时产生液击，冲缸事故，甚至毁坏压缩机，在实际运行时严禁发生。因而，在蒸汽压缩式制冷循环中，进入压缩机的制冷工质应是干饱和蒸汽或过热蒸汽，这种压缩经过为干压缩。2对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设？与实际循环有何区别？答：1理论循环假定：压缩经过是等熵经过；节流经过是等焓经过；冷凝器内压降为零，出口为饱和液体，传热温差为零，蒸发器内压降为零，出口为饱和蒸汽，传热温差为零；工质在管路状态不变，压降温差为零。2区别：实际压缩经过是多变经过；冷凝器出口为过冷液体；蒸发器出口为过热蒸汽；冷凝蒸发经过

3、存在传热温差tk=t+tk,to=t-to。3什么是制冷循环的热力完善度？制冷系数？C.O.P值？E.F.R？什么是热泵的供热系数？答：1通常将工作于一样温度间的实际制冷循环的制冷系数s与逆卡诺制冷循环的制冷系数k之比，称为热力完善度，即：=s/k。2制冷系数是描绘评价制冷循环的一个重要技术经济指标，与制冷剂的性质和制冷循环的工作条件有关。通常冷凝温度tk越高，蒸发温度to越低，制冷系数0越小。公式：0=T0/TkT03实际制冷系数s又称为性能系数，用C.O.P表示，可以称为单位轴功率制冷量，用Ke值表示。注：s=Q0/Ne=Q0/N0s=0s。Q0是制冷系统需要的制冷量；制冷压缩机的理论功率

4、N0、轴功率Ne；0是理论制冷系数；s是总效率绝热效率。4E.F.R是指热力完善度，既是指在工作于一样温度间的实际制冷循环的制冷系数s与逆卡诺制冷循环的制冷系数k之比。E.F.R=q0/wel=0el=0imed式中：wel电机输入比功；5热泵的供热系数是描绘评价热泵循环的一个重要技术经济指标。4制冷系数.答：=QH/W=Th/ThT=1+1同一台机的一样工况下作热泵使用与作制冷机使用的热泵系数与制冷系数关系5为什么要采用回热循环？液体过冷，蒸汽过热对循环各性能参数有何影响？答：1采用回热循环，使节流前的常温液体工质与蒸发器出来的低温蒸汽进行热交换，这样不仅能够增加节流前的液体过冷度提高单位质

5、量制冷量，而且能够减少甚至消除吸气管道中的有害过热。2液体过冷，能够使循环的单位质量制冷量增加，而循环的压缩功并未增加，故液体过冷最终使制冷循环的制冷系数提高了。蒸汽过热循环使单位压缩功增加了，冷凝器的单位热负荷也增加了，进入压缩机蒸汽的比容也增大了，因此压缩机单位时间内制冷工质的质量循环量减少了，故制冷装置的制冷能力降低，单位容积制冷量、制冷系数都将降低。除了以上的方法外，还应该结合PH图进行分析。6TO蒸发温度TK冷凝温度的变化对循环各性能参数有何影响？答：1假定冷凝温度不变，当蒸发温度下降时：单位质量制冷量qo基本上没有什么变化；压缩机吸气比容增大了，因此单位容积制冷量qv及制冷量Qo都

6、在减小；单位压缩功Wo增大了。因而，当冷凝温度不变，随着蒸发温度的降低，制冷循环的制冷量Qo，制冷系数o均明显下降，当压缩比pk/p0约等于3时，功率消耗最大。2假定蒸发温度不变，当冷凝温度升高时：循环的单位质量制冷量qo减少了；固然进入压缩机的蒸汽比容v1没有变化，但由于qo减小，故单位容积制冷量qv也减少了；单位压缩功Wo增大了。因而，当蒸发温度不变，随着冷凝温度升高，制冷机的制冷量QO减少了，功率消耗增加，制冷系数下降。注：此题还应结合PH图进行分析7什么是制冷压缩机的标准工况？空调工况？最大轴功率工况？最大压差工况？答：标准工况和空调工况分别是用来标明低温和高温用压缩机的名义制冷能力和

7、轴功率，最大轴功率工况是用来考核压缩机的噪声、振动及机器能否正常启动；最大压差工况用来考核制冷机的零件强度、排气温度、油温和电机绕组温度8为什么要采用双级压缩制冷？该循环的特点？答：采用双级压缩制冷既能够获得较低的蒸发温度，又可使压缩机在的压缩比控制在合理范围内，保证压缩机安全可靠地运行。双级压缩式制冷循环的主要特点是将来自蒸发器的低压低温蒸汽先用低压级压缩机压缩到适当的中间压力p01然后再进入高压级压缩机再次压缩到冷凝压力9一次节流，中间完全冷却/中间不完全冷却的两级压缩制冷循环宜采用何种工质？其P-H图，T-S图是怎么样的？其制冷系数是多少？答：中间完全冷却的压缩制冷循环一般是使用氨为工质

8、；而中间不完全冷却的制冷循环则是使用R12、R22作为工质。其P-H图，T-S图如下10怎样确定两级压缩的中间压力？答：在工程中，一般都是按压力比例中项去确定中间压力p01=popk1/2实际工作中经常需要选配两台或两台以上的压缩机来组成两级压缩制冷循环。对于由两台既定的压缩机高压级压缩机理论输气量为Vhg，低压级压缩机理论输气量为Vhd组成的两级压缩制冷循环的中间压力，则应按高低压容积比=Vhg/Vhd为定值的条件确定。1为什么讲逆卡诺循环难以实现？蒸汽压缩式制冷理想和实际循环为什么要采用干压缩、膨胀阀？答：1：逆卡诺循环是理想的可逆制冷循环，它是由两个定温经过和两个绝热经过组成。循环时，高

9、、低温热源恒定，制冷工质在冷凝器和蒸发器中与热源间无传热温差，制冷工质流经各个设备中不考虑任何损失，因而，逆卡诺循环是理想制冷循环，它的制冷系数是最高的，但工程上无法实现。(见笔记，关键在于运动无摩擦，传热我温差)2：工程中，由于液体在绝热膨胀前后体积变化很小，回收的膨胀功有限，且高精度的膨胀机也很难加工。因而，在蒸汽压缩式制冷循环中，均由节流机构如节流阀、膨胀阀、毛细管等代替膨胀机。此外，若压缩机吸入的是湿蒸汽，在压缩经过中必产生湿压缩，而湿压缩会引起种种不良的后果，严重时产生液击，冲缸事故，甚至毁坏压缩机，在实际运行时严禁发生。因而，在蒸汽压缩式制冷循环中，进入压缩机的制冷工质应是干饱和蒸

10、汽或过热蒸汽，这种压缩经过为干压缩。2对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设？与实际循环有何区别？答：1理论循环假定：压缩经过是等熵经过；节流经过是等焓经过；冷凝器内压降为零，出口为饱和液体，传热温差为零，蒸发器内压降为零，出口为饱和蒸汽，传热温差为零；工质在管路状态不变，压降温差为零。2区别：实际压缩经过是多变经过；冷凝器出口为过冷液体；蒸发器出口为过热蒸汽；冷凝蒸发经过存在传热温差tk=t+tk,to=t-to。3什么是制冷循环的热力完善度？制冷系数？C.O.P值？E.F.R？什么是热泵的供热系数？答：1通常将工作于一样温度间的实际制冷循环的制冷系数s与逆卡诺制冷循环的制冷系数k之比，称为热

11、力完善度，即：=s/k。2制冷系数是描绘评价制冷循环的一个重要技术经济指标，与制冷剂的性质和制冷循环的工作条件有关。通常冷凝温度tk越高，蒸发温度to越低，制冷系数0越小。公式：0=T0/TkT03实际制冷系数s又称为性能系数，用C.O.P表示，可以称为单位轴功率制冷量，用Ke值表示。注：s=Q0/Ne=Q0/N0s=0s。Q0是制冷系统需要的制冷量；制冷压缩机的理论功率N0、轴功率Ne；0是理论制冷系数；s是总效率绝热效率。4E.F.R是指热力完善度，既是指在工作于一样温度间的实际制冷循环的制冷系数s与逆卡诺制冷循环的制冷系数k之比。E.F.R=q0/wel=0el=0imed式中：wel电

12、机输入比功；5热泵的供热系数是描绘评价热泵循环的一个重要技术经济指标。4制冷系数.答：=QH/W=Th/ThT=1+1同一台机的一样工况下作热泵使用与作制冷机使用的热泵系数与制冷系数关系5为什么要采用回热循环？液体过冷，蒸汽过热对循环各性能参数有何影响？答：1采用回热循环，使节流前的常温液体工质与蒸发器出来的低温蒸汽进行热交换，这样不仅能够增加节流前的液体过冷度提高单位质量制冷量，而且能够减少甚至消除吸气管道中的有害过热。2液体过冷，能够使循环的单位质量制冷量增加，而循环的压缩功并未增加，故液体过冷最终使制冷循环的制冷系数提高了。蒸汽过热循环使单位压缩功增加了，冷凝器的单位热负荷也增加了，进入

13、压缩机蒸汽的比容也增大了，因此压缩机单位时间内制冷工质的质量循环量减少了，故制冷装置的制冷能力降低，单位容积制冷量、制冷系数都将降低。除了以上的方法外，还应该结合PH图进行分析。6TO蒸发温度TK冷凝温度的变化对循环各性能参数有何影响？答：1假定冷凝温度不变，当蒸发温度下降时：单位质量制冷量qo基本上没有什么变化；压缩机吸气比容增大了，因此单位容积制冷量qv及制冷量Qo都在减小；单位压缩功Wo增大了。因而，当冷凝温度不变，随着蒸发温度的降低，制冷循环的制冷量Qo，制冷系数o均明显下降，当压缩比pk/p0约等于3时，功率消耗最大。2假定蒸发温度不变，当冷凝温度升高时：循环的单位质量制冷量qo减少

14、了；固然进入压缩机的蒸汽比容v1没有变化，但由于qo减小，故单位容积制冷量qv也减少了；单位压缩功Wo增大了。因而，当蒸发温度不变，随着冷凝温度升高，制冷机的制冷量QO减少了，功率消耗增加，制冷系数下降。注：此题还应结合PH图进行分析7什么是制冷压缩机的标准工况？空调工况？最大轴功率工况？最大压差工况？答：标准工况和空调工况分别是用来标明低温和高温用压缩机的名义制冷能力和轴功率，最大轴功率工况是用来考核压缩机的噪声、振动及机器能否正常启动；最大压差工况用来考核制冷机的零件强度、排气温度、油温和电机绕组温度8为什么要采用双级压缩制冷？该循环的特点？答：采用双级压缩制冷既能够获得较低的蒸发温度，又

15、可使压缩机在的压缩比控制在合理范围内，保证压缩机安全可靠地运行。双级压缩式制冷循环的主要特点是将来自蒸发器的低压低温蒸汽先用低压级压缩机压缩到适当的中间压力p01然后再进入高压级压缩机再次压缩到冷凝压力9一次节流，中间完全冷却/中间不完全冷却的两级压缩制冷循环宜采用何种工质？其P-H图，T-S图是怎么样的？其制冷系数是多少？答：中间完全冷却的压缩制冷循环一般是使用氨为工质；而中间不完全冷却的制冷循环则是使用R12、R22作为工质。其P-H图，T-S图如下10怎样确定两级压缩的中间压力？答：在工程中，一般都是按压力比例中项去确定中间压力p01=popk1/2实际工作中经常需要选配两台或两台以上的压缩机来组成两级压缩制冷循环。对于由两台既定的压缩机高压级压缩机理论输气量为Vhg，低压级压缩机理论输气量为Vhd组成的两级压缩制冷循环的中间压力，则应按高低压容积比=Vhg/Vhd为定值的条件确定。