现代低温制冷技术.ppt

美国，AESC公司，氢吸附式制冷机节流阀采用侧向出气方式，节流阀的通量通过弹簧预制，也需要一定的压差驱动。第三节典型的吸附式制冷机

01活性炭-甲烷物理吸附制冷机（110~150K）添加标题02镨铈化合物（Pr1-nCenOx，PCO）化学吸附制冷机添加标题03金属吸氢材料吸氢的化学吸附式制冷机（14K~30K）添加标题04SH2金属吸氢材料吸氢化学吸附式制冷机（7K~10K）添加标题05LH2金属吸氢材料吸氢+氦机械压缩式系统的复合制冷机（4~5K）添加标题06带液氦预冷的活性炭-氦3（C/He3）物理吸附添加标题一.活性炭-甲烷物理吸附制冷机（110~150K）在110~150K温区，从长寿命，无震动角度考虑，采用活性炭-甲烷物理吸附制冷机比较有效。175K以上温区，采用热电制冷系统（TEC）最简单高效。它利用了热电效应，即在作用一电压的情况下，不同材料的两端会产生温差。现代低温制冷技术第六章吸附式制冷机第一节吸附制冷原理单击此处添加小标题第二节吸附床与吸附式制冷系统设计单击此处添加小标题第三节典型的吸附式制冷机单击此处添加小标题第一节吸附制冷原理

添加标题吸附现象添加标题吸附制冷循环添加标题物理吸附和化学吸附添加标题吸附制冷工质对一.吸附现象

当气体或蒸汽与固体表面(固体外表面及内部孔隙的表面)接触时，一部分的气体分子会被吸引并附着在固体表面上,这就是“吸附”(adsorption)现象。第一章固体表面的不均一性，从原子角度分析：来自晶格的缺陷，空位和错位等；来自化学杂质化学杂质：环境污染。周围环境存在的大量的水碳水化合物及碳氧硫的化合物，这些分子对吸附剂固体表面持续碰撞，使大部分固体表面都覆盖了一层单分子层的吸附质。有时候为了强化固体吸附剂对某种吸附质的吸附能力，或者为了控制其在某些场合的催化及缓蚀作用，特意在吸附剂的生产过程中，使吸附剂的表面夹杂一些化学物质。二.物理吸附和化学吸附物理吸附主要是依靠普遍存在于分子间的范德瓦尔力起作用。一般的固体表面都可以吸附气体分子，从这个意义上说，物理吸附没有选择性。可以形成多分子层吸附一般对吸附剂的微孔通道进行控制，或对吸附剂的微孔表面进行特殊化学处理后，用于物理吸附的吸附剂对吸附质有一定程度的选择性。化学吸附起因于被吸附分子与固体表面分子（原子）的化学作用，在吸附过程中，发生电子转移或共有，原子重排及化学键的断裂与形成等过程。一般为单分子层吸附。具有选择性，且差异较大。不仅不同金属化合物的化学吸附性有差异，而且同一金属化合物的不同晶面上，对同一气体的吸附能力也有明显不同。通常发生的吸附，既有物理吸附也有化学吸附。且当外部条件发生变化时，同样的吸附工质对可能发生不同类型的吸附。发生化学吸附时，首先在固体表面进行的是物理吸附。物理吸附向化学吸附的转变，除了与化学吸附活化能有关，还与化学吸附的速度有关。三.吸附制冷工质对天然工质（水，氨，甲醇等）作制冷剂，对臭氧层无破坏，也不是温室气体。ADBC物理吸附：活性炭—甲醇，活性炭—氨，分子筛-水，硅胶—水，化学吸附：金属氯化物（氯化钙，氯化锰，氯化镍）--氨在吸附制冷过程中，制冷剂吸收大量的蒸发潜热，因而可以获得较大的制冷量输出。普冷温区：低温温区：低温气体作为吸附制冷工质（甲烷，氮气，氧气，氖气，氢气，氦气等）吸附剂主要采用活性炭，分子筛或者一些化学吸附物质（如金属氧化物吸附氧气，金属吸氢材料吸附氢气）由于采用J-T节流制冷方式，解吸出的气体必须先经过预冷至转化温度以下，否则不可能实现低温气体工质的液化。单击此处添加小标题液氮温区以下，只能采用H2和He工质，采用金属吸氢材料—H2的化学吸附获得液氮低温，甚至通过升华作用，可获得7K低温。单击此处添加小标题对于He工质，多采用活性炭物理吸附方式，如果采用He3工质，可获得300mK左右的超低温。单击此处添加小标题采用O2作工质，则采用金属氧化物PCO-O2化学吸附方式制冷。单击此处添加小标题液氮温区以上，常采用活性炭（或分子筛）对制冷工质（Kr，CH4，N2）的物理吸附。四.吸附制冷循环分子筛—氮气温度降低和压力升高可以使得吸附率增大。吸附床可以作为压缩机（加热时），也可以作为抽气泵（冷却时）。1-2，等压吸附（降温）2-3，等容加热（升压）3-4，等压排气（升温）4-1，等容冷却（降温）第二节吸附床与吸附式制冷系统设计制冷过程：当吸附床加热时，气体解吸，经预冷后降温，高压气体经节流后成为低压气液混合物，液体经过蒸发吸热产生制冷效应，低压蒸气由吸附床吸附即完成制冷过程。加热