《低温制冷原理田》ppt课件

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1、第1章绪论1.1制冷：用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却，使其温度降低到环境温度以下，并保持该温度。（1）热力学含义被冷却对象热源（Tl）收益能：Ql环境：热汇（Th）第1章绪论（2）制冷过程与冷却过程的不同之处a.物体（热源）温度是否可以低于环境温度；b.是否可以自发进行（需要制冷机否？）（3）环境温度可以是大气温度，也可以是冷却水温，土壤温度，地下水温等，总之环境温度是指在制冷过程中制冷系统向“外界”放热的放热介质温度，即热汇温度。第1章绪论（4）热泵若采用相同的系统，如环境温度是热源温度，物体、流体（加热对象）温度是热汇温度，收益能为Qh，则该热力过程是热

2、泵过程。（5）能量间的关系制冷：Ql=Qh–E热泵：Qh=Ql+E第1章绪论1.2制冷机、制冷剂和制冷循环制冷机：制冷中所需的机器和设备的总和。制冷工质：制冷剂能量传递的介质：流体：气体、液体和气液两相体第1章绪论制冷循环：1）研究对象是制冷剂，不同的制冷剂在相同的条件下的循环热力性能是不一样的；2）制冷机中的各个设备与外界能量交换的数量可以通过制冷剂通过该设备的焓变化反映出来；3)工况对循环性能有极大的影响。第1章绪论1.3制冷技术的领域划分120K以上：普冷120–20K：深度制冷20–0.3K：低温制冷0.3K以下：超低温制冷第1章绪论1.5制冷技术的研究内容（1）获取低温

3、的方法和机理以及他们的循环，进行循环的热力分析计算，得到其特点及规律；（2）制冷剂及他们的热物性，循环特点；（3）设备的工作原理、性能分析、结构设计，系统的流程组织、设计等。第2章制冷方法2.1物质相变制冷2.1.1集态：固、液、气相潜热制冷中使用最广泛的是气、液间的相变制冷方式。（1）固体相变冷却：冰、冰盐、干冰冰：0摄氏度时潜热为335kJ/kg，密度为900kg/m^3。第2章制冷方法制冷温度：零摄氏度以上。冰盐冷却：制冷温度零摄氏度以下：tm=-0.7*xqo=335+4.187tm不同种类的冰盐可得到的最低温度不一样。第2章制冷方法干冰冷却：制冷温度低。升华潜热随温度改

4、变而变化，温度越高，潜热越大。在零摄氏度时，单位质量制冷量为冰的1.9倍，单位容积制冷量为2.95倍。第2章制冷方法（2）液体蒸发制冷制冷剂饱和压力与温度的关系第2章制冷方法制冷机理（画张图）特点：（1）qm小（2）升压过程中加入能量有可能少（3）有利于换热液体蒸发制冷（1）蒸汽压缩式制冷系统简图能量转换效率最高液体蒸发制冷（2）蒸气吸收式制冷系统图制冷剂和吸收剂吸收剂溶液的浓度越高，制冷剂的分压力越低。常用的吸收剂和制冷剂对：溴化锂–水；水–氨使用的是热能；左边相当于压缩机。热电制冷工作原理物理定律系统简图通过并联或串联方式，可以改变制冷温度和制冷量。没有制冷工质和循环。能量转

5、换效率低，常用于特殊场合。气体涡流制冷1.进气管；2.喷嘴；3.涡流室；4.孔板；5.冷端管子6.热端管子；7.控制阀气体涡流制冷T-S图特点：结构简单、维护方便、启动快、能达到较低温度；效率低。气体膨胀制冷第三章蒸气压缩式制冷3.1可逆制冷循环压缩式制冷热力学原理概述补偿能提供给压缩机，E-----W3.1可逆制冷循环制冷循环的性能系数COP和循环效率COP=收益能量/补偿能量制冷：热泵：循环效率（热力完善度）：（1）可以评价循环的完善度，也可以评价不同类型制冷机的完善度；（2）COP，EER，的定义在实际上是不同的，具体应用应该根据标准；（3）性能还可用SEER来评价。3.1

6、可逆制冷循环逆卡诺制冷循环逆卡诺循环的性能系数仅与TH和TL有关，与工质无关。3.1可逆制冷循环意义：（1）制冷机的性能与热源和热汇的温度条件有关-----与工况有关；（2）只有在指明工况的条件下，才能用COP评价制冷机的优劣，才能比较不同的制冷机性能；（3）可以直接评价和比较各种制冷循环（因为在相同的工况条件下）。3.1可逆制冷循环劳伦次循环（2个变温过程和2个等熵过程组成）劳伦次循环的性能系数与在工况条件下的卡诺循环相等，因此为最理想的变温源（汇）热力学循环。3.2单级压缩式制冷的理论循环系统简图忽略与循环图无关的部件。1：压缩机；2.冷凝器；3.膨胀阀；4.蒸发器工作过程；

7、3.2单级压缩式制冷的理论循环制冷剂的状态图作用（1）通过已知的状态参数求未知的状态参数；（2）表示热力过程，进行热力过程和循环分析。T-s图，p-h图（尤为重要）3.2单级压缩式制冷的理论循环理论循环：假定：（1）恒定，制冷剂在相变传热过程中没有传热温差，即（2）不计过热度和过冷度；（3）除膨胀装置和压缩机外，制冷剂流经其他部件和管道没有压力变化；（4）除换热器外，其他部件和管道与外界没有热交换；（5）压缩过程为可逆的等熵绝热压缩过程。3.2单级压缩式制冷的理论循环制冷循环过程