绪论和第一章 蒸气压缩式制冷的热力学原理.ppt

即：膨胀功完全用以克服膨胀阀的摩擦，最终转变为摩擦热被工质吸收，发生4’→4的过程。 （3）制冷系数ε ∴经济性下降 因节流造成的系统经济性损失，称为“节流损失” （4）节流损失及其影响因素 ①节流损失：因采用膨胀阀节流代替膨胀机而使系统的经济性降低的程度。 另外， ∴膨胀功We=h3-h4’=h4-h4’ 即：h3=h4 =面积4’4bb’4’=Δq0 ∵节流阀处的绝热节流过程3→4可视为等焓过程, 膨胀功We=面积034’0=面积4’4bb’4’=Δq0 综上所述，有： ②影响因素 a. (Tk-T0)↑,节流损失↑； b. 制冷剂的物理性质 （b）比潜热↓ （a）比热↑（饱和线越平缓） 节流损失↑ （Pk线越接近其临界压力Pkr） 2、用干压缩代替湿压缩对制冷系统经济性的影响 （1）单位质量工质的制冷能力q0 湿压缩：q0’=面积a’1’4 ba’ =T0(S1’-S4)=T0(Sa’-Sb) 干压缩：q0=面积a14 ba =T0(S1-S4)=T0(Sa-Sb) 即干压缩后制冷量增加Δq0 =面积a11’ a’a =T0(S1-S1’)=T0(Sa-Sa’) （2）系统的净功∑w 膨胀阀+湿压缩： 系统的净功量增加:Δ∑W=面积122’1’1 膨胀阀+干压缩：∑w=Wc=面积122’301 =面积1’2’34’1’+面积b44’b’b （3）制冷系数ε ∵分子，分母均增加 εε’ 对大多数制冷剂而言，干压缩代替湿压缩后的制冷系数会降低（εε’），即产生过热损失 ∑w’=Wc’=面积1’2’301’ 可能 εε’; （4）过热损失及其影响因素 ①过热损失 ②影响因素： 与制冷剂性质有关 一般：节流损失大的制冷剂，其过热损失小； 但当PK越远离Pk,r,则节流损失和过热损失都小 3、用两等压过程代替两等温过程，且具有传热温差对制冷系统经济性的影响 在热交换设备中，从过程可实现的难易程度来说，定压过程较定温过程更容易实现，故常用定压过程代替定温过程； 对于传热温差对系统经济性能的影响，以逆卡诺循环为例分析。 ——因气体在过热区压缩而使系统的经济性降低的程度。 逆卡诺循环：1’2’3’4’1’ 有Δt的制冷循环设为：12341 若两循环具有相同的制冷量q0， 即：面积1’4’ba’1’=面积14ba1 亦即：T0’（Sa’-Sb）=T0(Sa-Sb) T0T0’ TkTk’ Sa’Sa ∴有Δt的制冷循环可表示为12341（上图） ∵T0T0’ 此时，逆卡诺循环的耗功量∑W’=面积1’2’3’4’1’; 而有Δt的由两等温，两等熵组成的制冷循环12341的净功量为：∑W=面积12341 ∴∑W∑W’ 必然有：εε’ 即：有传热温差的制冷循环的制冷系数ε逆卡诺循环的制冷系数 结论： 2、提高ε的途径：尽量减小ΔT0及ΔTk 说明：由于Q=KFΔT, 当ΔT↓→F↑，初投资↑； ∴并非ΔT越小越好，应综合考虑，合理选用ΔTk和ΔT0 另一途径：研制高性能的换热设备以提高K 1、所有制冷循环中，以逆卡诺循环的制冷系数ε’为最大； 三、蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算 （一）压焓图（P-h)的应用 1、引入P-h图的必要性 1、两个等压过程 冷凝器内的等压放热过程 蒸发器内的等压吸热过程 2、两个绝热过程 节流阀处的绝热节流过程 压缩机内的绝热压缩过程 蒸气压缩式制冷的理论循环由 在定压过程中，系统加入或放出的热量等于气体初、终状态的焓差； 能准确、直观地描述制冷循环过程（设计与控制） 图上任何一点表示制冷剂的状态 两状态点的焓差反映了过程中的能量变化 在绝热过程中，系统与外界之间的功量交换完全用于增加或减少系统中气体的内能：对绝热压缩Wc=Cv(T2-T1)=(Cp/k)(T2-T1)=(h2-h1)/k （注：k—比热比，或绝热比，它与气体的单、双、多原子情况有关） 对绝热节流：h3=h4(等焓过程) ∴引入P-h图，可方便的计算组成蒸气压缩式制冷理论循环中的四个热力过程中热量以及功量的变化 2、P-h图 （1）坐标系 横坐标：h; 纵坐标：P→∵P的范围很大（P0，Pk),为清楚表示低压部分，纵坐标采用lgP （2）P- h图的线图组成 6种线图 3个区域 ①等压线 ②等焓线 ③等温线 ④等干度线 ⑤等比容线 ⑥等熵线 ②湿蒸气区 ①液区 ③过热蒸气区 箭头方向为各量增大的方向 3、蒸气压缩式制冷理论循环在lgP-h图上的表示 过程 过程名称 过程线 过程发生处 1→2 绝热压缩 等熵线 压缩机 2→3 2→2’ 2’→3 等压放（显）热 等压放（潜）热 冷凝器 3→4 绝热节流 等焓线 节流阀 4→1 等压吸热 等压线 蒸发器 （1）各热力过程在lgP