制冷原理第二章1(免费阅读).ppt

第二章 单级蒸气压缩式制冷循环 §2-1 单级蒸气压缩式制冷理论循环 3.逆卡诺循环在T—S图上的表示 4.对图2-2中的循环1－2－3－4－1进行分析： 制冷剂向高温热源放出的热量为 q=T(s1-s4) 制冷剂从被冷却对象所吸取的热量（称为制冷量）为 qo=To(s1-s4) 循环所消耗的功为 wo=(T-To)(s1-s4) 制冷系数：在规定工况下，制冷机在单位时间内从低温物体中移去的热量与输入的能量之比。 逆卡诺循环的制冷系数: 由公式可以看出：逆卡诺循环的制冷系数只与高温热源和低温热源的温度有关，而与制冷剂的性质无关。 1-2：压缩机的绝热压缩过程，1点是湿蒸气状态，所以该压缩过程为湿压缩。 2-3：制冷剂在冷凝器中等温等压的凝结过程。 3-4：制冷剂高压液体在膨胀机中的绝热膨胀过程。 4-1：制冷剂在蒸发器中的等温等压蒸发过程。 干压缩 问题：① 湿压缩有何不足？ ② 液体膨胀机的工作过程是否有利？ 如为干压缩：1-2 压缩过程 2-2′等温压缩（无法实现） 二、理论循环的工作原理 单级蒸气压缩式制冷系统如图2-5所示。 组成：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。 理论循环与逆卡诺循环的区别： ① 热力过程为绝热压缩（干压缩）； ② 凝结过程为等压过程； ③ 节流过程为等焓过程；  ④ 蒸发过程为等压过程。 理论循环的假设条件： ① 压缩机吸入的是饱和蒸气； ② 节流前的液体是饱和液体； ③ 压缩过程是等熵压缩； ④ 制冷剂在蒸发和凝结过程及流动过程中没有阻力损失； 工作过程： 蒸发器中的制冷剂液体在低压、低温下吸收了被冷却物体的热量而蒸发，产生的低压制冷剂蒸气被压缩机吸入，经压缩后成为高压气体进入冷凝器，在冷凝器中制冷剂放出热量被凝结为液体，高压液体经膨胀阀节流降压，成为湿蒸气后进入蒸发器。 压缩机的作用：压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中低压力、冷凝器中高压力的作用。 节流阀的作用：对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量。 蒸发器的作用：制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量从而达到制取冷量的目的。 冷凝器的作用：将蒸发器中吸收的热量与压缩机中消耗的功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走 三．循环表示在压焓图及温熵图上 1． 温熵图 参数：t、p、v、h、s、x等，只要知道其中任意两个状态参数，就可以在图上确定过热蒸汽、过冷液体的状态点，饱和蒸气及饱和液体只需知道一个状态参数就能确定其状态。 K——临界点，x=0是饱和液体线，x=1是饱和蒸气线。 2．压焓图——lgp-h图 图的纵坐标是对数坐标。其目的是为了缩小图的尺寸，及提高低压区域的精度。 3．理论循环在压焓图及温熵图熵的表示 点1：制冷剂出蒸发器、进压缩机的状态，是蒸发压力下的饱和蒸气。 点2：制冷剂出压缩机、进冷凝器的状态，压力为与冷凝温度tk对应的饱和压力，且s1=s2。 1-2是压缩机的压缩过程（等熵）。 点4：制冷剂出冷凝器、进膨胀阀的状态，是冷凝压力下的饱和液体，pk与饱和液体线的交点。2-3-4是制冷剂在冷凝器中的等压（Pk）冷却冷凝过程。 点5：制冷剂出膨胀阀的状态。4-5表示制冷剂通过膨胀阀的节流过程。压力有Pk→P0，温度由 tk→t0，进入两相区。5-1表示制冷剂在蒸发器中的等压（P0）蒸发过程。 例：一台氨压缩机，其吸入的是-20℃的饱和蒸气，压缩终了绝对压力为1169Kpa,试求：① 吸气状态的压力、焓、熵和比容；② 压缩终了的焓、温度。 §2．2 单级蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算 由热力学第一定律，并忽略位能和动能的变化，稳定流动的能量方程可表示为： 2． 单位容积制冷量qv： 压缩机每输送1立方米（按吸气状态计算）工质的蒸气所能制得的冷量。 qv=q0/v1 kJ/m3 v1—吸气状态时制冷剂蒸气的比容，m3/kg。 Q0=qmq0=Vqv kw V—压缩机吸入的容积流量，V=qmv1 3．理论比功w0： 表示压缩机每压缩并输送1公斤制冷机所消耗的功。 w0=h2-h1 kJ/kg 因为节流过程不对外作功，所以循环单位功与压缩机的压缩功相等。 6．热力完善度η：将工作于相同温度之间的制冷剂