工程热力学小论文

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1、工程热力学小论文—制冷剂原理及发展现状转眼一个学期就要过去的，在老师您的悉心指导下，我们完成了工程热力学的相关课程。在这一个学期里，我们收获的不仅仅是工程热力学的相关知识，更激发了我们对于工程热力学这门学科进行进一步探索的欲望。制冷剂现今已成为我们生活中不可缺少的一部分，虽然制冷剂更新换代比较快，但依旧存在种种不可忽视的弊病。经济、环境、安全等因素也同时制约着制冷的发展。就此类问题，相关调查如下：一、制冷剂工作原理制冷机中完成热力循环的工质。它在低温下吸取被冷却物体的热量，然后在较高温度下转移给冷却水或空

2、气。在蒸气压缩式制冷机中，使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂，如氟利昂，共沸混合工质、碳氢化合物、氨等；在气体压缩式制冷机中，使用气体制冷剂，如空气、氢气、氦气等，这些气体在制冷循环中始终为气态；在吸收式制冷机中，使用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质，如氨和水、溴化银和水等；蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂。制冷剂的主要技术指标有饱和蒸气压强、比热、粘度、导热系数、表面张力等。1960年以后，人们对非共沸混合工质的应用进行了大量的试验研究，并已将其用于天然气的液化和分离等方面。应用非共沸混合工

3、质单级压缩可得到很低的蒸发温度，且可增加制冷量，减少功耗。它的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理，因而对制冷剂性质要求的了解是不容忽视的。二、制冷剂发展历史1805年埃文斯（O.Evans)原创作地提出了在封闭循环中使用挥发性流体的思路，用以将水冷冻成冰。他描述了这种系统，在真空下将乙醚蒸发，并将蒸汽泵到水冷式换热器，冷凝后再次使用。1834年帕金斯第一次开发了蒸汽压缩制冷循环，并且获得了专利。在他所设计的蒸汽压缩制冷设备中使用二乙醚（乙基醚）作为制冷剂。　　下表列出早期用过的制冷

4、剂　　年份雪种化学式19世纪30年代橡胶馏化物二乙醚（乙基醚）CH3-CH2-O-CH2-CH319世纪40年代甲基乙醚(R-E170)CH3-O-CH31850水/硫酸H2O/H2SO41856酒精CH3-CH2-OH1859氨/水NH3/H2O1866粗汽油二氧化碳（R744)CO2氨（R717）NH319世纪60年代甲基胺（R630）CH3(NH2)乙基胺（R631)CH3-CH2(NH21870甲基酸盐(R611）HCOOCH31875二氧化硫R764)SO21878甲基氯化物，氯甲烷（R40)C

5、H3CI19世纪70年代氯乙烷（R160)CH3-CH2CI1891硫酸与碳氢化合物H2SO4,C4H10,C5H12,(CH3）2CH-CH320世纪溴乙烷（R160B1)CH3-CH2Br1912四氯化碳CCI4水蒸气(R718)H2O20世纪20年代异丁烷（R600a)（CH3)2CH-CH3丙烷（R290)CH3-CH2-CH31922二氯乙烷异构体（R1130）CHCI=CHCI1923汽油HCs1925三氯乙烷（R1120)CHCI=CCI21926二氯甲烷（R30)CH2CI2　　早期的制冷

6、剂，几乎多数是可燃的或有毒的，或两者兼而有之，而且有些还有很强的腐蚀和不稳定性，或有些压力过高，经常发生事故。　三、制冷剂的危害　　1985年2月英国南极考察队队长发曼（J.Farman)首次报道，从1977年起就发现南极洲上空的臭氧总量在每年9月下旬开始迅速减少一半左右，形成“臭氧洞”持续到11月逐渐恢复，引起世界性的震惊。　　消耗臭氧的化合物，除了用于雪种，还被用于气溶胶推进剂、发泡剂、电子器件生产过程中的清洗剂。长寿命的含溴化合物，如哈龙（Haion)灭火剂，也对臭氧的消耗起很大作用。　　氯原子和一

7、氧化氮（NO）都能与臭氧反应，正在世界大量生产和使用CFCs由于其化学稳定性好（如CFC12的大气寿命为102年）不易在对流层分解，通过大气环流进入臭氧层所在的平流层，在短波紫外线UV-C的照射下，分解出CI自由基，参与了对臭氧的消耗。　　归纳起来，要使臭氧发生消耗，这种物质必须具备两个特征：含氯、溴或另一种相似的原子参与臭氧变氧的化学反应；在低层大气中必须十分稳定（也就是具有足够长的大气寿命），使其能够达到臭氧层。例如氢氯氟烃雪种HCF22和HCFC123,都有一个氯原子，能消耗臭氧，其大气寿命分别为1

8、2.1和14年，且氯原子相对活泼，能在低层大气中发生分解，到达臭氧层的数量就不多。因此HCFC22和HCFC123破坏臭氧的能力比CFCs小得多。四、制冷剂的性质要求（1）具有优良的热力学特性，以便能在给定的温度区域内运行时有较高的循环效率。具体要求为：临界温度高于冷凝温度、与冷凝温度对应的饱和压力不要太高、标准沸点较低、流体比热容小、  绝热指数低、单位容积制热量较大等。（2）具有优良的热物理性能具体要求为：较高的传热系数、