蒸汽压缩式制冷的原理和工况教学课件.ppt

第一节 蒸汽压缩式制冷的原理和工况 蒸汽压缩式制冷的原理 1、液态与气态互相转换的规律 当液体汽化时，剩下液体会降温；当气体液化时要放热。当温度衡定时，液面气体压力达到既定值，汽化和液化达到动态平衡，液面上的气体达到饱和状态，这时的气体压力称为该温度所对应的饱和压力，这时的温度称为该压力所对应的饱和温度 温度越高，饱和压力也越高，反之亦然 蒸汽压缩式制冷的原理 1、液态与气态互相转换的规律 当液体温度低于其压力所对应的饱和温度时，汽化只在液面上发生；当液体被加热，温度升高到其压力所对应的饱和温度时，内部也产生许多气泡，这种在液体内部和表面同时进行较剧烈的汽化现象称为沸腾 蒸汽压缩式制冷的原理 1、液态与气态互相转换的规律 汽化潜热—单位质量的某物质在既定压力下全部汽化所吸收的热量与液化所放出的热量相等 在沸腾或冷凝过程中，气体称为饱和蒸汽，液体称为饱和液体，二者的混合物称为湿蒸汽 干度—饱和蒸汽在湿蒸汽中所所占的质量比例称为干度 干饱和蒸汽—液体全部气化后，干度为1的干饱和蒸汽 蒸汽压缩式制冷的原理 1、液态与气态互相转换的规律 过热蒸汽—干饱和蒸汽温度继续升高即成为过热蒸汽 过热度—过热蒸汽的温度与其压力所对应的饱和温度之差 过冷液体—湿蒸汽在液化过程中干度为零的饱和液体继续冷却而温度下降即成为过冷液体，其温度称为过冷温度 过冷度—液体所处压力所对应的饱和温度与液体实际温度之差称为过冷度 蒸汽压缩式制冷的原理 2、压缩制冷的基本循环 由压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器组成。用管道将它们连接成一个密封系统 液压制冷的基本循环 基本元件的功用： 膨胀阀—使流过的冷剂节流降压，控制冷剂的流量 蒸发器—使流经其中的冷剂吸热汽化 压缩机—抽吸蒸发器产生的冷剂蒸汽并将其压送到冷凝器中 冷凝器—使送来的冷剂气体冷却并液化 液压制冷的基本循环 蒸气压缩式制冷选择在常压时沸点很低的制冷剂，经膨胀阀节流进入蒸发器盘管，在较低的蒸发压力下吸热汽化，来实现制冷。 液压制冷的基本循环 压缩机将蒸发器产生的制冷剂低压过热蒸汽不断抽出，压送到冷凝器中去，冷凝器中的冷凝压力及相应的冷凝温度较高，可以利用环境介质使制冷剂的高压过热蒸汽冷却，冷凝并降温成过冷液体，然后经膨胀阀等焓节流进入蒸发器。 液压制冷的基本循环 在压缩制冷循环中，从膨胀阀到压缩机吸口为系统的低压部分 制冷剂在蒸发器中流动因流阻而蒸发压力和温度略有下降，干度和焓值因吸热而不断增加，在出口略有过热。在蒸发器至压缩机的吸气管中制冷剂压力略降，管外要包隔热层，减少制冷剂温度和过热度因有害吸热的增加。 液压制冷的基本循环 从压缩机排出口至膨胀阀进口为系统的高压部分。 压缩机至冷凝器的排出管无须隔热，冷凝器一般无明显压降，在冷凝器至膨胀阀的液管中要避免吸热压降过多，防止过冷度提前消失闪发汽化。 在此循环中，冷剂在蒸发器中吸收的热量+压缩机压缩耗功热，经冷凝器传给冷却介质 单级制冷压缩机的工况和性能曲线 制冷压缩机的工况是指其所参加制冷循环的主要温度条件： 制冷剂的蒸发温度 冷凝温度 吸气过热度 膨胀阀前的液体过冷度 影响最大的是蒸发温度和冷凝温度 焓 焓的表达式：H=U+PV 物理意义：工质所处状态具有的总能量。 根据它的表达式，可以知道是焓是一个状态参数。 在热力设备中，工质总是不断地从一个地方流到另一个地方，随着工质不断地流动，所转移的能量就是焓。这就是为什么引入焓这个概念的原因，因为每次计算的时候总是要写U+PV。所以后来干脆就把U+PV定义为焓。简而言之，引入焓就是为了方便分析，简化计算 压焓图的结构如下图所示。以绝对压力为纵坐标（为了缩小图的尺寸，提高低压区域的精度， 通常纵坐标取对数坐标），以焓值为横坐标。 临界点K左边的粗实线为饱和液体线，线上的任何一点代表一个饱和液体状态，干度 x=0。 临界点K右边的粗实线为饱和蒸气线，线上任何一点代表一个饱和蒸气状态，干度 x=1。 这两条粗实线将图分 为三个区域： 饱和液体线的左边为过冷液体区，过冷液体的温度低于相同压力下饱和液体的温度； 饱和蒸气线的 右边是过热蒸气区，该区域内的蒸气称为过热蒸气，它的温度高于同一压力下饱和蒸气的温度； 两条线之间的区域为两相区，制冷剂在该区域内处于气、液混合状态（湿蒸气区）。 过程线1