ch6-1 蒸汽动力循环与制冷循环.ppt

第六章 蒸汽动力循环与制冷循环 本章主要内容 6.1 气体的压缩过程 6.2 膨胀过程 6.3 蒸汽动力循环 6.4 制冷循环过程 6.1 气体的压缩过程 一、等温压缩过程 二、绝热压缩过程 三、多变压缩过程 6.2 节流膨胀与作外功的绝热膨胀 一.???节流膨胀过程 高压流体经过节流阀后迅速膨胀到低压的过程称为节流膨胀。 1.???特点：等焓过程 由热力学第一定律： （3）??? 结论 ①??? 节流膨胀过程的主要特征是等焓过程； ②??? 理想气体节流时温度不变，不能用于致冷、致热； ③??? 真实气体节流效应取决于气体的状态，在不同的状态下节流，具有不同的微分节流效应值。 3 转化点，转化曲线 4 积分节流效应 二.对外作功的绝热膨胀 2.不可逆对外做功的绝热膨胀 对活塞式膨胀机 当t30℃ ηs=0.65 当t30℃ ηs=0.7～0.75 对透平机 ηs=0.8～0.85 不可逆对外做功的绝热膨胀的温度效应介于等熵膨胀效应和节流膨胀效应之间。 三.等熵膨胀与节流膨胀的比较 第四节 制冷循环 当冷冻温度大于-100 ℃ ，称普通冷冻。 小于-100 ℃称深度冷冻。 二.蒸汽压缩制冷循环 1.???工作原理及T-S图 主要设备有： 压缩机 冷凝器 膨胀机（节流阀） 蒸发器 四部分组成。 (2)? 实际压缩制冷循环 实际压缩制冷循环就其循环所需的设备来说，完全与卡诺压缩制冷循环所需要的设备相同， 关键在于在循环的过程中，每一步都不一定是可逆的。 它与卡诺压缩制冷循环不同处表现在五个方面。 2.压缩制冷过程的热力学计算 举例 压缩制冷装置，用R134a作为制冷剂，蒸发器中的温度为-25℃，冷却器中的压力为1.0MPa，假定R134a进入压缩机时为饱和蒸汽，而离开冷凝器时为饱和液体，压缩过程按绝热可逆计算，每小时制冷量Q0为1.67×105 kJ·h-1。 求：（1）所需的制冷剂流率； （ 2）制冷系数。 1点 -25℃ 饱和蒸汽 查表得 H1＝231.9kJ/kg S1 ＝0.9367kJ/(kg·K) 2点 P2 ＝ 1MPa，S2 ＝S1 ＝ 0.9367kJ/(kg·K) 查表得 H2 ＝ 278.7 kJ/kg 4 点 1MPa饱和液体 查表得 H4 ＝ 104.2 kJ/kg H1＝231.9kJ/kg H2 ＝ 278.7 kJ/kg H4 ＝ 104.2 kJ/kg H5 ＝ H4 3 制冷剂 Refrigerants 4.载冷体的选用 工业上一般选用冷冻盐水CaCl2，MgCl2 三. 多级压缩制冷和复迭式制冷 在氨制冷剂中，一般蒸发温度低于-30℃时，采用两级压缩 低于-45℃时，采用三级压缩 四.吸收式制冷 1.吸收式制冷的工作原理 2.评价吸收式制冷循环的经济指标 6.4 深冷循环（气体液化循环） 深度冷冻循环的目的就是获得低温度液体。 当气体温度高于其临界温度时，无论加多大的压力都不能使其液化。因此，气体的临界温度越低，所需要的液化温度越低。 如：氮气 Tc=126.2K(-146.95℃) 氢气 Tc=33.2K(-249.95℃) 利用一次节流膨胀液化气体是最简单的气体液化循环。 一. Linde Cycle (林德循环) 1895年德国工程师Linde（林德）首先应用此法液化空气，故称简单的林德循环。 2.????? 热力学计算 以处理1kg气体为基准 （1）??? 气体液化量（液化率）x 所谓液化率：1kg被处理的气体所能产生的液体kg数。 取换热器、节流阀、气液分离器为研究体系 二.???克劳德循环 1.工作原理及T－S图 1.工作原理及T－S图 此系统由 压缩机 冷却器 换热器 节流阀 气液分离器 组成 1 2 1 (1-x)kg 1kg 气体 天然水 3 4 5 0 换热器 节流阀 气液分离器 Xkg产品 这是操作稳定时所表示的T-S图。从这一图示来看，深冷与普通冷冻循环主要区别表现在： 普冷：两个封闭式循环。制冷循环与被冷物系是两种物质，彼此独立封闭循环。 深冷：制冷循环与分离或液化物质是同一种物质，且是不封闭循环。 S T 1 2 3 4 5 0 T4 ∴ 由热力学第一定律： 因体系与环境无轴功交换，若无冷损失， 由体系的能量平衡，则有 3.设备与操作 节流膨胀：简单，针形阀 等熵膨胀：复杂，需要低温润滑油。 4.操作条件与运行情况 一般大、中型企业这两种都用，小型企业用节流膨胀 这两种膨胀过