热能与动力工程机械基础 制冷与空调习题

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1、第六章制冷与空调思考题和习题1、制冷系统的冷凝温度低则效率高，试评价用另外一个制冷系统来冷却该制冷系统冷凝器的冷却水的可能性。两个系统组合后的性能是比单个的好、相同或者差？为什么？答：这个系统可行，这就是复叠系统，复叠系统是为了获取低温，解决单级压缩蒸气受到循环压比的限制以及制冷剂热物理特性限制而出现的一种制冷系统。复叠制冷系统图见图1。如果冷热端温差相差不大，单级压缩系统能够正常运行，复叠系统比单级压缩系统制冷系数小，运行并不经济，因为复叠系统的冷凝蒸发器存在换热温差，会发生一部分不可逆传热损失。如果冷热端温差相差较大，采用

2、单级压缩系统会导致超压比运行，使实际压缩过程更偏离等熵压缩过程，引起压缩机排温升高、效率降低、功耗增大。此时采用多级复叠循环系统比较经济。2、制冷系统中的热交换器的传热系数与哪些因素有关？如何提高运行中的热交换设备的传热效果？答：制冷系统中的热交换器的传热系数与传热管的形式，介质的换热条件，管内外热阻的大小等因素有关。运行中机组分油效果要好，避免油进入换热器，在换热器表面形成油膜，增大热阻，影响换热效果；避免结霜、结露现象。3、为什么要规定压缩机的运行工况？空调工况和标准工况中的冷凝温度和蒸发温度各为多少？答：任何压缩机都是在

3、一定的外界条件下工作的。为了考核压缩机在通常工作条件下的工作状态，规定了标准工况和空调工况。标准工况下，蒸发温度为－15℃，冷凝温度30℃。空调工况下，蒸发温度为5℃，冷凝温度为40℃。4、试分析从蒸发器出来的低压蒸气过热程度及过热度大小对制冷系统的影响。答：蒸气过热的影响，见图2。图2从图中可以看出，制冷量增加了，增加量为：功也增加了，增加量为：因此，制冷系数是否增加和制冷剂的特性有关。各种制冷剂制冷系数随过热度变化情况见图3。图3制冷系数随过热度变化情况5、试用p－h和有关公式分析，当一台制冷压缩机运行时的冷凝温度tk降低

4、（此时蒸发温度t0不变）和蒸发温度t0升高（此时冷凝温度tk）不变时，制冷压缩机的制冷量Q0和理论制冷循环的制冷系数ε0将如何变化？答：蒸发温度不变，冷凝温度降低的影响：见图4图4冷凝温度变化时，循环状态参数的变化情况从图中可以看出，制冷量增加了，增加量为：功减少了，减少量为：因此，制冷系数增加了。冷凝温度不变，蒸发温度升高的影响：见图5图5蒸发温度变化时，循环状态参数的变化情况从图中可以看出，制冷量增加了，增加量为：功减少了，减少量为：因此，制冷系数增加了。6、已知某制冷装置以R12为制冷剂，制冷压缩机为2F10型，制冷量Q

5、0＝15KW，其工况是：蒸发温度t0＝－15℃，冷凝温度tk＝30℃，过热温度－5℃，过冷温度为25℃，试求：1）将该循环画在p－h图上。2）确定各状态下的有关参数值（v，h，s，t，p等）。3）进行理论循环的热力计算（qv，qm，R，qV，R，Qk，P0，ε0）答：热力循环图如下：查取R12的p－h图得各状态点参数如下点号P（MPa）t(℃)h(kJ/kg)υ(m3/kg)s(kJ/kg·K)00.185-15344.630.08971.56110.185-5350.950.09411.58520.75149377.160.

6、02581.58530.75130228.74------3’0.75125223.68------40.185-15223.68------循环计算如下：（1）单位质量制冷量q0=h1-h4=350.95-223.68=127.27kJ/kg（2）单位容积制冷量qv=q0/υ1=127.27/0.0941=1352.49kJ/m3（3）理论比功w0=h2-h1=377.16-350.95=26.21kJ/kg（4）单位冷凝热qk=h2-h3’=377.16-223.68=153.48kJ/kg(5)制冷剂质量流量qm，R=Q

7、0/q0=15/127.27=0.118kg/s(6)制冷剂体积流量qv，R=qm，R×υ1=0.118×0.0941＝0.011m3/s（7）理论功率P0＝qm，R×w0＝0.118×26.21＝3.09kW（8）冷凝热负荷Qk＝qm，R×qk＝0.118×153.48＝18.11kW（9）制冷系数ε0=q0/w0=127.27/26.21=4.867、某制冷系统的制冷剂为R22，产冷量为80kW。采用蒸气压缩式理论循环，蒸发温度为－8℃，冷凝温度为42℃，取过热度为10℃，过冷度为5℃。求：1）压缩机进口处的制冷剂体积流量

8、（m3/s）2)压缩机的功率答：热力循环图如下：查取R22的p－h图得各状态点参数如下点号P（MPa）t(℃)h(kJ/kg)υ(m3/kg)00.378-8402.32---10.3782409.320.064621.63378449.11---31.63342252.37