制冷与空调综合基础笔记(15页).doc

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1、-制冷与空调综合基础笔记-第 15 页制冷与空调综合基础复习大纲1、制冷 答：通过人工的方法，使某一物体或者某一空间的温度低于环境介质的温度，并保持这个温度不变。2、空气调节 答：空气的温度、湿度、洁净度、流速。3、热力系统、外界与边界 答：认为分离出来研究的对象称为热力系统，与系统相互作用的物体称为外界，系统与外界之间的分界面称为边界。4、工程热力学中常用的四种系统及其特点 答：开口系统，系统与外界有物质交换；闭口系统，系统与外界无物质交换；绝热系统，系统与外界没有热量交换；孤立系统，系统与外界既无物质交换也无能量交换。5、基本状态参数、温度的三种表示及计算 答：基本状态参数包括：温度、压力

2、、比体积与密度；温度三种表示方法：摄氏温标、华氏温标、热力学温标，T=273.15K+t t =( tF -32)6、绝对压力与表压力的区别，常用压力单位的换算 答：气体的实际压力称为绝对压力；压力表测得的压力为表压力；气体的绝对压力低于大气压力，相对压力为负压则是真空度。7、理想气体状态方程的应用（会应用计算） PV=RgT PV=m RgT PV=nRT8、可逆过程与不可逆过程 答：当热力系统在变化中不存在任何不可逆耗散时，系统以及外界都能按原变化路线逆行至初态，并能完全恢复至各自的初始状态。9、比热容、显热与潜热 答：单位质量的物体温度升高或降低1所吸收或放出的热量，称为物质的比热容：C

3、= 显热：对物质进行加热或者冷却时，物质的聚集状态不发生变化，物质的温度发生变化，此时物质所吸收或者放出的热量称为显热；如果对物质加热或冷却到一定程度，使物质发生了相态的变化，在此相变过程中所加给物质的热量称为潜热。10、热力学第一定律及其计算（P17例1-4） 答：热能和机械能之间可以进行相互的转换，但能量的总量必定守恒：闭系统能量方程：Q=u+W11、热力学第二定律、制冷系数（制冷系统EER）、卡诺循环答：热量不能自动地、不付出地从低温热源传到高温热源。=（制冷系数可以大于1等于1或者小于1） 制冷系统12、汽化与水在定压加热过程的五种状态 答：过冷水或未饱和水；饱和水；湿饱和蒸汽；干饱和

4、蒸汽；过热蒸汽。13、绝对湿度、相对湿度、含湿量、露点温度和湿球温度,会使用湿空气焓湿图查阅相关参数。图例：干球温度25 湿球温度2314、热传导、对流换热与热辐射的定义 答：热传导：物体之间不发生相对移动或不同物体相互接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热传递现象；对流换热：流体与固体表面直接接触并且具有相对运动时所发生的热量传递过程；热辐射：物体向外发射辐射能的过程。14、导热系数与常用材料的导热系数答：导热系数：表明材料导热能力的大小；纯铜：398【W/（mK）】;碳钢：49.8【W/（mK）】；松木（垂直木纹）：0.15【W/（mK）】（平行木纹）：0.35【W/

5、（mK）】；水（0）：0.551【W/（mK）】；空气：0.0257【W/（mK）】；氮气：0.0256【W/（mK）】；水蒸气：0.183【W/（mK）】15、导热热阻（结霜冰箱耗电量大）与接触热阻（CPU涂白色硅胶），二、三层平壁的稳态导热计算，圆管的稳态导热计算答：在冰箱里面的低温通过制冷剂、铜管再传到冰箱箱体内的，冰箱结霜后就多了一个热阻，使低温在传递中又多损失了一部分热量使冰箱的耗电量加大。接触热阻：当未接触的空隙中充满空气或其它气体时，由于气体的热导率远小于固体，将会对两个固体间的导热产生热阻Rc ，CPU涂白色硅胶就是为了将里面的气体挤出来，降低热阻。二、三层平壁的稳态导热计算：

6、 t1单层圆管的稳态导热计算：l t2 为该种材料的导热系数多层圆管的稳态导热计： tw3 tw2 tw1 16、影响表面传热系数的因素（5个因素）答：流体流动的起因；流体流动的状态；流体的物理性质；换热表面的几何尺寸，形状和位置；流体有无相变发生。17、膜状凝结与珠状凝结 答：如果凝结液能很好地润滑壁面，凝结液就会在壁面形成一层液膜膜状凝结；凝结液的表面张力将大于它与壁面之间的附着力，则凝结液就会在壁面形成大大小小的液珠珠状凝结。18、黑体、白体与灰体答：吸收率=1黑体 反射率=1白体 穿透率=1;1灰体19、换热器设计的基本步骤（会计算）答：1、通过平壁的传热过程：对于一个热导率为常数、厚

7、度为的单层无限大平壁、两侧流体温度分别为tf1和tf2 ,表面传热系数分别为h1和h2的稳态的传热过程，通过平壁的热流量为：Rh、R分别为表面传热系数和导热热阻；传热系数：2、通过圆管的传热过程：3、换热器传热方程式： 为整个换热器传热面的平均温差对数平均温差写成如下统一形式(顺流和逆流都适用)平均温差的另一种更为简单的形式是算术平均温差，即 顺流 逆流 换热器的设计计算：换热器设计的已知条件是：换热量为 ，热流体质量流量为，比热容为,进出口的温度分别为和，以及冷流体的相关数据，比热容，进出口温度为和。换热器计算的三个基本公式为： （） （）20、制冷剂与载冷剂、共沸制冷剂与非共沸制冷剂，复叠

8、式制冷循环： 答：制冷剂是在制冷系统中循环且不断产生相态变化而传递热量的物质；载冷剂是在间接制冷系统中循环，且不断产生温度变化，而传递热量的液体物质；共沸制冷剂21、氟利昂的通用分子式及其关系、R22、R12、R134a的分子式 氟利昂的通用分子式:CmHnFxCLyBrz 2m+2=m+n+x+y+z R22:C2HF2CL R12:CF2CL2 R134a:C2H2F422、常用的三种制冷方式；常用制冷剂的特点（水、氨和氟利昂） 常用的三种制冷方式：蒸汽压缩式制冷；吸收式制冷；半导体制冷水的特性：H2O代号R718，标准沸点100，冰点0，无毒无味不易燃易爆，来源广泛，价格低，使用安全；水

9、蒸气比体积大，常温下蒸汽压力很低，系统处于高真空状态,水制冷剂仅限于0以上，只适合在空调的吸收式和蒸汽喷射式制冷机中使用。氨：NH3。氨易燃易爆，有毒，有强烈刺激性臭味，水溶液具有腐蚀性，不易溶于润滑油，因此氨制冷系统中必须安装油分离装置；为了防止爆炸的发生，必须限制排气温度和压力，并且对气缸采取水冷措施，氨制冷系统必须设空气分离装置，及时排除系统里面的空气和其他不凝性气体。氟利昂12：CF2CL2，不易溶于水，无毒无色无味，不燃不爆，在400高温状态下与明火接触分解出有毒光气（CoCL2）；在充注R12时要对其进行干燥处理，单级压缩式制冷系统中R12与润滑油任意比例互溶，其渗透性很强，对设备

10、的密封性要求高，主要用于中小型制冷装置中。氟利昂22：C2HF2CL，凝固温度-160，比R12水溶性大，比R12毒性大，无色无味，不燃不爆，比R12腐蚀性强，比R12得渗透能力强。R134a:C2H2F4，无毒不燃不爆，与R12相比，在相同蒸发温度下，蒸发压力略低，在相同的冷凝温度下，冷凝压力略高于R12，单位体积制冷量略低于R12；R134a等熵指数小于R12，所以在相同条件下其排气温度较低；与R12制冷系统相比要用吸水性能更好的和装置；R134a的换热性能比R12有较大的提高，R134a与传统的润滑油不相溶，因此要用聚二醇类和聚酯类两种。23、制冷剂与润滑油的互溶性类型溶解情况完全溶油部

11、分溶油难容或微溶油矿物油R12、R600aR22R717、R134a、R407C聚酯类油R134a 、R407CR22R12、R600a聚醇类油R717R134a、R407CR12、R600a极性合成碳氢化合物油R134a、R407CR22R12、R600a24、单级蒸气压缩式制冷循环（四大部件、原理图、文字说明等）25、压焓图及其计算 P131-12526、液体过冷与蒸气过热，对循环各性能参数有何影响答：液体过冷循环：单位制冷量增加，制冷系数提高。采用具有液体过冷的循环可以提高循环的经济性，流进节流机构之前的制冷剂液体不会因流动阻力等因数而发生气化现象，从而保证了制冷剂流动的稳定性。P119

12、例4-6已知某一单级理论循环的冷凝温度为40，蒸发温度为-5，若将冷凝器出来的饱和液体过冷至30，工质为R12。求过冷循环系数所增加的百分比。 解：循环的P-h图如图所示： 3 40 2各点状态参数： kJ/kg 4 -5 1 kJ/kg kJ/kg。理论循环的制冷系数为具有液体过冷循环的制冷系数制冷系数增加的百分数蒸汽过热循环：制冷剂蒸汽在进入压缩机之前从环境中吸收热量，但却没有产生制冷效果。过热蒸汽对制冷系统的不利：1、循环比功增大；2、单位制冷量基本没变化；3、压缩机排气温度升高；4、冷凝器的单位热负荷增大；5、压缩机的进气体积增大使压缩机制冷量下降；6、循环的单位容积制冷量下降；7、制

13、冷系数下降。27、节流机构（功能与类型）、气液分离器答：节流机构是将冷凝器或贮液器中冷凝压力下的饱和液体或过冷液体，节流后降至蒸发压力和蒸发温度，同时根据负荷的变化，调节进入蒸发器制冷剂的流量。类型：1、手动膨胀阀（节流阀）；2、浮球膨胀阀；3、热力膨胀阀；4、电子膨胀阀；5、毛细管气液分离器：将低压气态制冷剂中携带的液滴分离出来，以防止压缩机发生湿压缩或液击现象。例题：P131 练习第3、4题2、某一氨制冷理论循环，蒸发温度ts=-20，冷凝温度tc=40，制冷量Qo=60kw。式对该循环进行热力计算。解： 1)单位质量制冷量：qo hlh4(1436385)1051kJ/kg 2)单位容积

14、制冷量qvqo/1kJ/m3 3)制冷剂质量流量 mQo/qokg/s 4)单位功woh2hl(17561436)kJ/kg320kJ/kg 5)压缩机消耗的理论功率 PtmwokW 6)压缩机吸入的容积流量 Vm1m3/s 7)制冷系数 oqo/wo 8)冷凝器单位热负荷 qch2h317563851371kJ/kg 9)冷凝器热负荷 QcmqckW3、已知某一单级理论循环的冷凝温度为55，蒸发温度为0，若将从冷凝器出来的饱和液体过冷至45，工质为R22。求过冷后循环制冷系数增加的百分数。解：未过冷前查压焓图得：hl=404 kJ/kg ， h2=442 kJ/kg， h3= h4=270

15、kJ/kg 过冷后查压焓图得：hl=404 kJ/kg， h2=442 kJ/kg ， h3= h4=256 kJ/kg 过冷前制冷系数：oqo/wo(404-270过冷后制冷系数：oqo/wo(404-256)/(442-404)=3.89因此制冷系数增加的百分数为：(3.89-3.53)/3.53=10.2%4.有一套氨制冷系统，蒸发压力为190kPa（表压），蒸发器出口为饱和气体；冷凝压力为1000 kPa（表压），冷凝器出口为饱和液体；制冷量为240kW，求下列问题：（已知：压缩机排气焓值为1950kJ/kg，吸气状态的比体积为3/kg）（1）蒸发温度及冷凝温度（2）压缩机吸入制冷剂蒸

16、气的质量流量和容积流量（3）压缩机所需功率（4）冷凝器的换热量温度/压力/kPa比焓/（kJ/kg）饱和液体饱和气体-20190-10(h1)020025100028(h4)解：(1) 由上表可知，表中给的为绝对压力，所以可得知，蒸发温度to=-10,冷凝温度tk=28(2) 由上表可知，h1= kJ/kg ,h4= kJ/kg1)单位质量制冷量：qo hlh4(14)1kJ/kg 2)单位容积制冷量qvqo/11/0.4kJ/m3 3)制冷剂质量流量 mQo/qo240/10.215kg/s4)压缩机吸入的容积流量 Vm10.2150.486m3/s(3)压缩机消耗的理论功率 Ptmwo0.

17、215（h2 h1）=0.215(1950-1450.2)1kW（4）冷凝器热负荷 Qcmqc（h2 h3（1950 kWP11 练习第7题P25 练习第6、7、8题6、气体在某过程中热力学能增加了20kJ，同时外界对气体做功26kJ，该过程是吸热过程还是放热过程？热量交换是多少？解：U=20kJ W=26kJ Q= W+U=20+（26）=6kJ Q0该过程是放热过程；热量交换是6kJ 7、气体在某过程中吸入热量12kJ，同时热力学能增加了20kJ，问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外所做的功是多少（不考虑摩擦）？解：Q=12kJ U=20 kJ Q= W+UW = QU =8kJW=908

18、5 在(1)列条件下热机无法实现 (2) 1-100=1-100=55 100=1-100=1-100=85 =5585 在(2)列条件下热机可以实现 （3）W= Q1Q2 Q1 = W +Q2 =2000kJ 1-100=1-100=75 100=1-100=1-100=85 =7585 在(3)列条件下热机不可逆P72 练习第6、8题6.锅炉炉墙由三层材料组成，厚度分别为120mm,50mm,250mm,热导率分别为，炉墙两侧温度分别为800，60求热流密度？求第一二层之间的温度及第二三层之间的温度？解：877.6（W/）（W/） 686.8（） （W/） 373.4（）答：热流密度为877.6（W/），第一二层之间的温度 686.8（），第二三层之间的温度373.4（）。8.热电厂有外径100的过热蒸汽管，用热导率为的玻璃棉保温。已知钢管外壁面温度为400，保温层外壁面温度为50，要使每米长管道的散热损失小于160W，求保温层厚度？解： 400 50 =173(mm) =36.5（mm）答：保温层厚度为大于36.5mm。