制冷与低温原理 第2版 教学课件 作者 陈光明 陈国邦 主编 第一章 制冷与低温的热力学基础.doc

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1、第一章制冷与低温的热力学基础热力学第一定律：Ql+W=Qh(1-1)第一节相变制冷一、液体汽化在定压下单位质量液体汽化时所吸收的热量称为汽化热。r=h''-h'=T(s''-s')(1-2)原图横坐标s的单位kJ/kg应更正为kJ/(kg·K)图1-1一些制冷工质在T-s图上的饱和曲线(1-3)二、固体的融化与升华表1-1冰的升华压力和对应的升华温度温度/℃0-25-50-75升华压力/kPa0.6163×10-33.87×10-30.116×10-3表1-2冰盐混合时的温度混合物的组成盐的质量分数混合后的最低温度/℃混合物的组成盐

2、的质量分数混合后的最低温度/℃水和盐NaNO30.371-18.5NH4Cl0.231-5.1NaCl0.248-21.2NaNO30.429-5.3CaCl2·6H2O0.444-21.5Na2S2O3·5H2O0.524-8.0CaCl2·6H2O0.556-40.3CaCl2·6H2O0.714-12.4CaCl2·6H2O0.588-55NH4NO30.375-13.6雪或碎冰与双盐混合物NH4SCN0.571-18.0Na2SO4·10H2O+K2SO40.112+0.084-3.1KSCN0.600-23.7KCl+KN

3、O30.190+0.035-11.8雪或碎冰和盐KCl+NH4Cl0.091+0.148-18.0CaCl2·6H2O0.291-9.0Na2NO3+KNO30.359+0.062-19.4CaCl20.231-11.0Na2SO4·10H2O+(NH4)2SO40.054+0.386-20.0KCl0.281-11.0NH4Cl+NH4NO30.115+0.270-22.5NH4Cl0.200-15.8NH4Cl+(NH4)2SO40.074+0.311-22.5NH4NO30.375-17.3KNO3+NH4NO30.049+0

4、.404-25.0表1-3一些共晶溶液的物理性质共晶溶液种类盐在水溶液中的质量分数冻结温度/℃密度/（kg.m-3）比热容/[kJ.(kg·K)-1]融化热/[kJ.(kg·K)-1]共晶溶液在冻结时的体积膨胀率/%溶液共晶冰ZnSO4和H2O0.272-6.51.249×1033.1271.574213.16.8BaCl2和H2O0.225-7.81.239×1033.3451.637246.67.9Na2S2O3和H2O0.300-11.01.312×1033.1821.536186.35.2NH4Cl和H2O0.193-11.

5、11.148×1033.3071.729301.08.1NH4NO3和H2O0.412-17.351.188×1032.9721.557286.35.825NaNO3和H2O0.370-18.51.29×1033.0591.565215.65.6NaCl和H2O0.224-21.21.17×1033.3362.005236.17.9K2SO4+KNO3和H2O0.045+0.08-3.81.093×1033.9351.833319.88.1KCl+KNO3和H2O0.19+0.035-11.81.15×1033.1821.66626

6、5.87.7NaNO3+KNO3和H2O35.9+6.2-19.41.34×1033.014—217.96.1二、压-焓图图1-2压-焓图例1-1制冷工质R-134a在压力为0.3MPa和比体积为0.08m3//kg时，其温度和比焓值为多少？解用附录图附B-5中R-134a的压-焓图，状态点位于等压线和等容线的交点，由此可查出t=38.0℃h=436.4kJ/kg还可以利用压-焓图来表示液体汽化制冷的全过程以及蒸气压缩制冷循环，有关这一内容将在第三章中作详细介绍。第一节气体绝热膨胀制冷一、有外功输出的膨胀过程（1-4）称为微分等熵效

7、应。对于理想气体，，故（1-5）膨胀过程的全部温降称为积分等熵效应对于理想气体经过演算以后可得（1-6）（1-7）在实际膨胀过程中，总是按多变过程膨胀。这时，理想气体的积分等熵效应由下式确定（1-8）式中，m为多变指数。二、绝热放气过程25（1-9）其中，U为容器内气体总热力学能。因此（1-10）式（1-9）表明，系统热力学能的减少等于排出气体带走的能量。联立求解上述方程与状态方程，就可以得到放气终了的温度以及放气量。下面为假定容器内的气体可当作理想气体时解的情况。对于理想气体，式（1-9）可写为（1-11）整理后，得（1-12）式

8、中。将理想气体状态方程写成微分形式（1-13）代入式（1-12），并注意到，可以得到压力与温度的变化关系（1-14）积分后得（1-15）三、节流膨胀过程流前的温度T1。实际气体节流膨胀时，温度随微小压力变化而变化的关系可用下式表示（1