[交通运输]第六章 蒸汽动力循环和制冷循环.ppt

第六章 蒸汽动力循环和制冷循环 第六章内容 §6.1 蒸汽动力循环 §6.1.1 朗肯循环及其热效率 §6.1.2 朗肯循环的改进 §6.2 气体绝热膨胀制冷原理 §6.2.1 节流膨胀 §6.2.2 对外作功的绝热膨胀 §6.3 制冷循环 §6.3.1 蒸汽压缩制冷循环 §6.3.2 吸收制冷循环 §6.3.2 热泵及其应用 前言 蒸汽动力循环： 是以蒸汽为工质，将热连续地转变成功的过程，其主要设备是各种热机。 产功的过程。如火力发电厂，大型化工厂。 常用的工质是水蒸气。 制冷循环： 是将热连续地由低温处输送到高温处的过程，其主要设备是制冷机。 耗功的过程。 -100 ℃以上为普冷， -100 ℃以下为深冷。 前言 复习：T-S图及其应用 复习： T-S图及其应用 复习： T-S 图的优点： （3）实际与理想朗肯循环的比较 例1 有一理想朗肯循环，在40bar和0.08bar的压力之间操作，锅炉产生的是 400℃的过热蒸气，冷凝器所用的冷却水的温度为25℃。求1）Q1，Q2；2）透平作的理论功和水泵消耗的理论功，3）热效率η，汽耗率SSC，并试对此循环作热力学分析。 例2： 同例1，但实际朗肯循环的透平机的等熵效率为0.85。 实际与理想朗肯循环的比较 §6.1 .3 提高循环的热效率的措施 (1)提高蒸汽过热温度 (2)提高蒸汽压力 §6.1.4 朗肯循环的改进 （1）回热循环： 回热循环的计算 （2）再热循环 §6.2 气体绝热膨胀制冷原理 制冷原理：高压常温流体通过绝热膨胀变为低温流体，此流体作为工质再去冷却需要低温的物体。 获得低温的方法有两种： §6.2.1 节流膨胀（等H） §6.2.2 对外作功的绝热膨胀（等S） （3）Joule-Thomson效应 转化曲线（inversion curve) 对转化曲线的一些说明 1)、T-S图上求△TH §6.2.2对外作功的绝热膨胀 节流膨胀与等熵膨胀的比较 §6.3 制冷循环 §6.3.1 蒸汽压缩制冷循环 §6.3.2 吸收制冷循环 §6.3.3 热泵及其应用 利用制冷循环达到两种目的： 1）致冷 欲使指定的空间保持低于环境的温度，热量需从低温空间转移到高温环境。如：夏天的房间、冰箱。 致冷机 2）加热 欲使指定的空间保持高于环境的温度，热量需从低温环境转移到高温空间。如：冬天的房间。 热泵 §6.3.1蒸汽压缩制冷循环 理想制冷循环即为逆向卡诺循环。 四个可逆过程构成： 逆向卡诺循环的缺点： （1）1→2和3→4的过程会形成液滴，在压缩机和膨胀机的气缸中产生“液击”现象，容易损坏机器； （2）实际过程难以接近四个可逆过程； 问题：如何改进？ ４、蒸汽压缩制冷循环——实际制冷循环 制冷剂在冷凝器中，被过冷到低于饱和温度的4’（过冷液体）。 其耗功量WS仍为H2-H1，但冷冻量增加了5’5dc5’。 ∴制冷系数ε增大。 为了计算方便， 4’过冷液体的性质用4’点温度对应的饱和液体代替。 例６-８ 有一氨冷冻循环装置，其冷冻量为105 kJ·h-1，蒸发温度-15℃，冷凝温度30 ℃ 。假设压缩机绝热可逆运行，求1）制冷剂的循环量；2）压缩机功耗和处理的蒸汽量；3）冷凝器热负荷；4）节流阀后制冷剂中蒸汽的含量；5）循环制冷系数；6） εC 由氨的T-S图查取有关数据来计算 1点： T1=-15℃ 与饱和蒸汽线相交，查得 H1=1664kJ/kg； S1=9.02kJ/kg·K v1=0.508m3/kg （1）蒸发温度、冷凝温度的选择(P149L11) 制冷级数的选择： 当蒸发温度 -25℃ 一级压缩 当蒸发温度 -30℃ 二级压缩 当蒸发温度 -45℃ 三级压缩 （2）制冷剂的选择（P149） 制冷剂的选择必须具备以下几点基本要求： 在大气压力下制冷剂的沸点要低．这是一个重要的性能指标。 制冷剂在常温下的冷凝压力应尽量低，以降低对设备耐压与密封的要求。 汽化潜热要尽可能大，可减少制冷剂的循环量，缩小压缩机的尺寸。 具有较高的临界温度和较低凝固温度。 具有化学稳定性，在操作条件下不燃烧，不分解．不聚合，对设备不应有明显的腐蚀作用。 工业上常用的制冷剂有氨、R11、R12、R22等 例：NH3：潜热大，沸点-33.4℃；冷凝温度30℃ ； P=12atm、蒸发温度-30℃； （P=1atm、蒸发温度-70℃） 1、氟里昂不同的牌号适合不同的冷冻量。 2、R11、R12、R113 、R114 、R115对臭氧层有破坏作用，2010年禁用。 §6.3.2 吸收制冷循环 §6.3.3 热泵及其应用 热泵循环(制冷循环)：可实现由低温环境向高温系统的供热 (如室内供暖) 。 下限温度是