制冷的热力学基础

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1、第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷第二节绝热膨胀制冷第三节制冷热力学特性分析IRTofUSST:WuWeidong第一章制冷的热力学基础制冷过程：实现从低温热源吸热，消耗一个能量（电、热、势）补偿，向高温热源放热。这个过程必须遵从热力学第一定律和热力学第二定律。制冷的基本方法：1、相变制冷2、气体绝热膨胀制冷3、气体涡流制冷4、热电制冷IRTofUSST:WuWeidong第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷一、物质的相变特性基本知识：1、物质的相、相变（固、气、液）2、成分3、相图4、自由度5、相律IRTofUSST:WuWeido

2、ng第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷一、物质的相变特性基本知识：纯质：水，三相（冰、水、汽），相图第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷一、物质的相变特性混合物：盐水，相图R22/R12基本知识：第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷一、物质的相变特性能量：吸热状态：液气（一）液-气气化热：特性：与压力有关，不同压力不一样与材料有关，不同物质不一样与状态有关，在临界压力以上为0饱和液体比熵、比焓饱和气体比熵、比焓第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷一、物质的相变特性热量变化的公式：物质在气液两相区内的干度：x部分气化的热量变化：特性：干度大

3、，气化热小单位制冷量制冷剂的干度第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷2、固体的升华状态：固气，吸热热量：升华热1、固体的融化状态：固液，吸热热量为熔解热（融化热）：水335KJ/KG（二）固体的融化与升华3、冰盐混合物（类似前述的盐水）第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷表1-1冰的升华压力和对应的升华温度干冰的三相点：518kPa,-56.6C水的三相点：0.61kPa,0.0C第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷表1-2冰盐混合时的温度第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷表1-3一些共晶溶液的物理温度第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷

4、二、压-焓图1、压-焓图的结构：气液相变制冷是主要的制冷方法。表示其制冷过程和查阅其物性依靠图表。图表也有很多形式，其中压-焓图使用最多。过程线：等压线、等温线、等焓线、等熵线、等容线,.过冷度过热度第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷要求（1）表示过程（吸热或放热）（2）查各点参数（温度、压力、焓、熵、比容、状态，过冷度和过热度）：过程：从点1（温度20C，压力2bar）等熵变化到点2（压力10bar）再等压变化到点3（温度30C），再次等焓变化到点4（压力2bar），最后等压回到点1。2、压-焓图的使用二、压-焓图图1-1R134a的压

5、-焓图第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷要求（1）表示过程（吸热或放热）（2）查各点参数（温度、压力、焓、熵、比容、状态，过冷度和过热度）：过程：从点1（温度20C，压力2bar）等熵变化到点2（压力10bar）再等压变化到点3（温度30C），再次等焓变化到点4（压力2bar），最后等压回到点1。2、压-焓图的使用（结果）二、压-焓图PointTPvhs[C][bar][m^3/kg][kJ/kg][kJ/(kgK)]119.9972.0000.113940417.7461.8236273.59810.0000.024651456.224

6、1.8236330.00410.000N/A241.469N/A4N/A2.000N/A241.469N/ATe[C]=-10.09Tc[C]=39.39DTsubcooling[K]=9.39DTsuperheat[K]=30.09第一章制冷的热力学基础第一节相变制冷要求（1）表示过程（吸热或放热）（2）查各点参数（温度、压力、焓、熵、比容、状态，过冷度和过热度）：过程：从点1（温度20C，压力2bar）等熵变化到点2（压力10bar）再等压变化到点3（温度30C），再次等焓变化到点4（压力2bar），最后等压回到点1。2、压-焓图的使用

7、（结果）二、压-焓图第一章制冷的热力学基础第二节绝热膨胀制冷气体绝热膨胀的三种方式：气体制冷机的定义：引言利用高压气体的绝热膨胀以达到低温，并利用膨胀后的气体在低压下的复热过来制冷。令气体经节流膨胀阀膨胀（也称节流）特点：无外功输出，温降小，制冷量小。绝热放气制冷，主要用于低温制冷机。令高压气体经膨胀机膨胀。特点：有外功输出，温降大，制冷量大；系统结构较复杂。（1）等熵膨胀（2）等焓膨胀（3）绝热放气第一章制冷的热力学基础第二节绝热膨胀制冷一、有外功输出的膨胀过程表示等熵膨胀的参数有微分等熵效应和积分等熵效应积分等熵效应表示某过程的特性；其

8、物理意义为气体等熵膨胀过程全部压降下的温降。公式为：T微分等熵效应表示某点的特性；其物理意义为气体等熵膨胀过程下单位压降下的温降。公式为：最理想的情况是可逆的绝热膨胀，即等熵膨