化工单元操作任务六冷冻.doc

济源职业技术学院 授 课 教 案 授课日期 课时 2 课 型 （请打√） 理论课 □ 实验课 □ 习题课 □ 上机课 □ 其他 □ 授课章、节或主题 任务六 冷冻技术 教学目的要求： 1、了解冷冻技术特点及应用； 2、理解冷冻技术的工作原理及流程。 教学重点及难点： 1、重点：冷冻技术的工作原理及流程 2、难点：冷冻技术的应用 教 学 设 计（可附页） 说 明 教师活动： 1.告知：告知本课程的教学目标、教学方法、 考核方法、参考资料等。 2.布置任务 3.分析：讲解学生完成工作任务所需理论知识 制冷基本原理 制冷剂与载冷体 制冷设备 作业与思考题：制冷循环由哪几个过程组成？其实质是什么？ 课后回忆： 任课教师 教研室主任签字 济源职业技术学院 授 课 教 案 附 页 教 学 设 计 说 明 4.指导学生决策、计划、实施，顺利完成工作任务 5.检查评估：听取学生汇报并点评，收取学生工作任务单，完成任务完成情况考核评分。 学生活动： 学生学习小组的行动阶段 备注 分析 分析完成工作任务所必需的理论知识 决策 识读制冷循环过程 计划 学生制定学习、分工计划，确保小组中每个学生都有任务；确定成果提交方式 实施 以小组形式通过查阅资料，完成工作任务 1. 制冷循环过程 2. 制冷循环实质 3. 制冷循环原理 自评 完成工作任务单，自评; 老师点评 附：学生完成工作所需的理论知识 一、制冷基本原理 1、 制冷的分类 （1）按制冷过程分类 蒸气压缩式制冷、吸收式制冷 （2）按制冷程度分类 普通制冷 、深度制冷 制冷操作是从低温物料中取出热量，并将此热量传给高温物体的过程 根据热力学第二定律，这种传热过程必须从外界补充所消耗的能量 制冷是利用制冷剂的沸点随压力变化的特性，使制冷剂在低压下气化 吸收被冷物质的热量降低其温度达到被冷物质制冷目的 （一）制冷循环 济源职业技术学院 授 课 教 案 附 页 教 学 设 计 说 明 1-压缩机（又称冷冻机）；2-冷凝器；3-膨胀机； 4-蒸发器；5-节流阀 理想制冷循环 由可逆绝热压缩过程（压缩机）、等压冷凝过程（冷凝器）、可逆绝热膨胀过程（膨胀机）、等压等温蒸发过程（蒸发器）等组成。 实际制冷循环 ⑴ 在压缩机中绝热压缩 ⑵ 等压冷却与冷凝 ⑶ 节流膨胀 ⑷ 等压等温蒸发 （一）制冷循环 在整个制冷循环过程中，氨作为工作介质（制冷剂），完成从低温的冷冻物质中吸取热量转交给高温物质（冷却水）的任务。 制冷循环过程的实质是由压缩机作功，通过制冷剂从低温热源取出热量，送到高温热源 （二）制冷系数 制冷系数是制冷剂自被冷物料所取出的热量与所消耗的外功之比，以ε表示 （三）操作温度的选择 制冷装置在操作运行中重要的控制点有：蒸发温度和压力、冷凝温度和压力、压缩机的进出口温度、过冷温度及冷却温度。 1．蒸发温度 2．冷凝温度 3．操作温度与压缩比 二、制冷剂与载冷体 制冷剂是制冷循环中将热量从低温传向高温的工作介质，制冷剂的种类和性质对冷冻机的大小、结构、材料及操作压力等有重要的影响。因此应当根据具体的操作条件慎重选用适宜的制冷剂。 （一）制冷剂应具备的条件 ①在常压下的沸点要低，且低于蒸发温度，这是首要条件。 ②化学性质稳定。 ③蒸发温度下的气化潜热尽可能大，单位体积制冷能力要大。 ④冷凝温度下的饱和蒸气压（冷凝压力）不宜过高。 ⑤蒸发温度下的蒸气压强（蒸发压力）不低于大气压力。 ⑥临界温度要高，能在常温下液化；凝固点要低，以获得较低的蒸发温度。 ⑦制冷剂的粘度和密度应尽可能地小，减少其在系统中流动时的阻力。 ⑧导热系数要大，可以提高热交换器的传热系数。 ⑨无毒、无臭不危害人体健康，不破坏生态环境。 ⑩价格低廉，易于获得。 济源职业技术学院 授 课 教 案 附 页 教 学 设 计 说 明 （二）常用制冷剂 氨 二氧化碳 氟里昂 碳氢化合物 （三）制冷剂的过冷 制冷剂的过冷就是在进入节流阀之前将液态制冷剂温度降低，使其低于冷凝压力下所对应的饱和温度，成为该压力下的过冷液体。 通常取制冷剂的过冷温度比冷凝温度低5K或比冷却水进口温度 高3～5K。 工业上常用实现制冷剂的过冷的措施： ⑴ 在冷凝器中过冷；⑵ 用过冷器过冷；⑶ 用直接蒸发的过冷器过冷；⑷ 回热器中过冷；⑸ 在中间冷却器中过冷。 （四）制冷能力 制冷能力（制冷量）是制冷剂在单位时间内从被冷物料 中取出的热量，表示一套制冷循环装置的制冷效应，用Q1表 示，单位W或kW。 ⑵ 单位体积制冷剂的制冷能力 即每立方米进入压缩机的制冷剂蒸气从被冷物料中取出的热量，用符号qv表示，单位为 J/m3。 （五）载冷体 载冷体是用来将制冷装