工程热力学小论文.doc

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1、蒸汽压缩式制冷机湖南城市学院1002302-10曹登祥关键词：蒸汽压缩式制冷循环摘要：蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将它们连接成一个密封系统。制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并气化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流，变成低压低温的气液两相混合物，进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入。如此周而复始，不断循环

2、。摘自百度文库1．蒸汽压缩式制冷原理　　单级蒸气压缩式制冷系统如下图所示。它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。其工作过程如下：制冷剂在蒸发压力下沸腾，蒸发温度低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气，并将它压缩到冷凝压力，然后送往冷凝器，在冷凝压力下等压冷却和冷凝成液体。制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质（通常是水或空气）与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度，冷凝后的液体通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器。　　当制冷剂通过膨胀阀时，压力从冷凝压力降到蒸发压力，部分液体气化，剩余液体的温

3、度降至蒸发温度，于是离开膨胀阀的制冷剂变成温度为蒸发温度的两相混合物。混合物中的液体在蒸发器中蒸发，从被冷却物体中吸取它所需要的气化潜热。混合物中的蒸气通常称为闪发蒸气，在它被压缩机重新吸入之前几乎不再起吸热作用。　　在整个循环过程中，压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中低压力、冷凝器中高压力的作用，是整个系统的心脏；节流阀对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量；蒸发器是输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量，从而达到制取冷量的目的；冷凝器是输出热量的设备，从蒸发器中吸取的热量连同压缩机消耗的功所

4、转化的热量的冷凝器中被冷却介质带走。根据热力学第二定律，压缩机所消耗的功（电能）起了补偿作用，使制冷剂不断从低温物体中吸热，并向高温物体放热，从而完整个制冷循环。　　2．蒸汽压缩式制冷理论循环的热力计算　　在进行制冷循环的热力计算之前,首先需要了解系统中各设备内功和热量的变化情况,然后再对循环的性能指标进行分析和计算。　　根据热力学第一定律，如果忽略位能和动能的变化，稳定流动的能量方程可表示为　　Q+P=qm（h2-h1）(1)　　式中Q和P是单位时间内加给系统的热量和功；qm是流进或流出该系统的稳定质量流量；h是比焓;下标1和2

5、分别表示流体流进系统和离开系统的状态点。当热量和功朝向系统时,Q和P取正值。　　1）节流阀　　制冷剂液体通过节流孔口时绝热膨胀，对外不作功,P=0,故方程式(1)变为0=qm(h4-h3)　　h4=h3(2)　　因此，可认为节流前后其值不变。节流阀出口处（点4）为两相混合物，它的焓值也可由下式表示：　　式中hf0和hg0分别为蒸发压力p0下饱和液体和饱和蒸汽的焓值；x4为制冷剂出节流阀时的干度。将上式移项并整理得　　（3）　　点4比容为　　（4）　　式中Vf0和Vg0分别为蒸发温度t0下饱和液体和饱和蒸汽的比容。　　2）压缩机　　

6、如果忽略压缩机与外界环境所交换的热量，则由式（1）得　　（5）　　式中（h2-h1)表示压缩机每压缩并输送1kg的制冷剂所消耗的功，称为理论比功。　　3）蒸发器　　被冷却物质通过蒸发器向制冷剂传送Q0,因为蒸发器不作功，故方程式（1）变为　　（6）　　由上式可以看出制冷量与两个因数有关：制冷剂的质量流量qm和制冷剂进出口蒸发器的焓差(h1-h4)。(h1-h4)称为单位质量制冷量，它表示1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物质中吸取的热量，用q0表示。　　质量流量与容积qv有如下关系：　（7）　　用压缩机进口出V1代入上式得：　　（8）

7、　　将方程（8）代入（6）得:　　（9）　　4）冷凝器　　假设制冷剂在冷凝器中向外界放出热量为Qk,那么　　（10）　　式中(h2-h3)称为冷凝器单位热负荷，用qv表示。它表示1kg制冷剂蒸汽在冷凝器中放出的热量。　　5）制冷系数　　按定义，在理论循环中，制冷系数可用下式表示