制冷原理与设备学习资料.pptx

制冷原理与设备;学时安排;第一章 绪论;3.制冷的分类;4.制冷技术的研究内容及理论基础;5.制冷技术的发展历史;6.制冷技术的产生背景及应用;(1)商业及人民生活 比如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、冷藏运输等。(2)工业生产及农牧业 比如制药、啤酒、精密仪器车间等； 农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保鲜等。(3)建筑工程 比如挖掘隧道、建筑河堤时采用的“冻土法”。(4)科学实验研究 如各种环境模拟装置中创造的人工环境。(5)医疗卫生 如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。(6)尖端科学领域等 如微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。;制冷与低温技术的应用领域举例 ; ; ; ; ; ; 采用红外光学镜头可以拍摄热源外形，并可以对热源进行跟踪。一些红外材料往往工作在120K以下的低温下，使得热源遥感信号更为清晰，为了拍摄高灵敏度的信号往往需要更低的温度。 ;炼钢时氧起到某些重要的作用。 制取氨时也用到低温系统。 压力容器加工时,将预成形的圆柱体放在冷却到液氮温度的模具中,在容器中充入高压氮气,让其扩胀15%,然后容器被从模具中移开并恢复到室温。使用这个方法,材料的屈服强度能增加4至5倍。 ;目前低温技术是回收钢结构轮胎中橡胶的唯一有效的方法，这种方法采用了低温粉碎技术。 ;所有大型的发射的飞行器均使用液氧作氧化剂。 宇宙飞船的推进也使用液氧和液氢。 观察研究大型粒子加速器产生的粒子的氢泡室要用到液氢。 ;第二章 制冷方法;液体气化制冷原理;§1.1 蒸汽喷射式制冷;工作过程： 用锅炉产生高温高压的工作蒸汽，将其送入喷嘴，膨 胀并以高速流动（流速可达1000m/s以上），于是在喷嘴 出口处，造成很低的压力，由于吸入室和蒸发器相连，所 以蒸发器中的压力也会很低，低温低压的部分水吸热而汽 化，将未汽化的水的温度降低。这部分低温水就可用于制 冷。蒸发器中产生的冷剂水蒸气和工作蒸汽在喷嘴出口处 混合，一起进入冷凝器，被外部的冷??水冷却而变成液态 水，这些冷凝水再由冷凝器引出，分两路，一路经过节流 降压后送往蒸发器，继续蒸发制冷，另一部分用泵提高压 力送往锅炉，重新加热产生工作蒸汽。;蒸气喷射器的原理图;特点： (1) 以热能为能量的补偿形式； (2) 结构简单，加工方便，无运动部件，使用寿】 命长； (3) 效率低。(工作蒸汽的压力高，喷射器的流 动损失大。) 如果要获得更低的温度，工作介质可以采 用低沸点的工质，如氟利昂。;§1.2 吸附式制冷 ; 以沸石——水工质对为例说明其工作过程： 白天，吸附床受日光照射温度升高产生解析作用，从 沸石中脱附出水蒸汽，系统内的水蒸气压力升高，当达到 与环境温度对应的饱和压力时，水蒸汽在冷凝器中凝结， 同时放出潜热，凝水储存在蒸发器中，夜间，吸附床冷下 来，沸石温度逐渐降低，它吸附水蒸汽的能力逐渐提高， 造成系统内压力降低，同时，蒸发器中的水不断蒸发出 来，用以补充沸石对水蒸汽的吸附，谁蒸发的过程吸热， 达到制冷的目的。 说明：吸附床的作用相当于压缩机所起的作用，单个 吸附床可实现间歇制冷，如想实现连续制冷，可采用两个 或多个吸附器。;§1.3 热电制冷;因为帕尔帖效应和西伯克效应产生的强烈 程度取决于这两种材料的导热性和导电 性，纯金属材料的导热性和导电性都好， 所以其帕尔帖效应和西伯克效应都很弱， 而半导体材料可以产生强烈的帕尔帖效应 和西伯克效应。;热电制冷的原理：;原理：是使压缩气体产生涡流运动并分离成冷、热两部 分，其中冷气体用来制冷。 组成：喷嘴、涡流室、孔板、管子和控制阀。 原理图：; 工作过程： 经过压缩并冷却到常温的气体（空气、CO2、N2等） 进入喷嘴，在喷嘴中膨胀并加速到音速，从切线方向射向 涡流室，形成自由涡流，自由涡轮的旋转角速度离中心越 近则越大，由于角速度不同，环形气流的层与层之间产生 摩擦，外层气流的角速度逐渐升高，动能增加，又由于与 管壁之间的摩擦，将部分动能变成了热能，故从控制阀流 出的气体具有较高的温度；而中心层部分的角速度逐渐降 低，失去能量，从孔板流出时温度较低，用于制冷。 ; 控制阀的作用：控制热端管子中气体的压力，从而控制冷、热 两股气流的流量和温度。 控制阀全关：过程为不可逆节流过程；不存在冷热分流现象。 讨论 控制阀全开：涡流管相当于气体喷射