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时间:2020-03-30
《《能源动力装置基础》10a.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、制冷原理与空气调节第十章制冷原理与空气调节第一节过程称为制冷。过程?制冷技术:是研究用人工方法制取低温的原理、设备原理、应用的科学技术。制冷技术:原理设备及其应用应用?工程热力学(热力学第二定律)指出:热量总是自发地从高温物体或空间流工程热力学(热力学第二定律)指岀:向低温物体或空间。而制冷是将低于环节温度的物体或空间的热量转移到空气和水中,这就有一个消耗一定外界能量的补偿过程。?人工制冷:就是借助制冷机,消耗机械能、电能、热能、太阳能的形式的能人工制冷:量为代价,使热量从低温物体或空间转移到高温物体或空间,达到制冷冃的。1概述?制冷制冷:从环境温度的物体(或空间)中吸取热量,并将其转移给环
2、境介质的热量,热量?制冷装置是指完成制冷循环所必需的机器设备制冷装置:机器和设备机器设备Z总和。如?蒸汽压缩式制冷机蒸汽压缩式制冷机中Z制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构制冷压缩机、制冷压缩机冷凝器、蒸发器、节流机构等。?吸收圧缩式制冷机发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、节流机构泵吸收圧缩式制冷机Z发生器冷凝器、蒸发器、吸收器、节流机构和泵发生器、等。其中,将消耗电能压缩机、泵称为机器机器;其余的设备称为制冷设备制冷设备。机器制冷设备?分类:根据人工制冷所能达到的低温范围,可分为普通制冷低温制冷分类:普通制冷和低温制冷普通制冷低温制冷两种。?从环境温度到120K为普通制冷普通制冷;普通制冷?
3、而低T120K为低温制冷低温制冷。低温乂分为:低温制冷?深度制冷深度制冷(120-20K);?低温制冷低温制冷(20-0.3K);?超低温制冷超低温制冷(<0.3K)三个区域。2第二节一、制冷的热力学基础制冷基本理论按能量补偿的形式,制冷方法分两大类:机械能((1)以机械能(或电能)为补偿的,机械能或电能)有蒸汽压缩式、热电式制冷机等;蒸汽压缩式、热电式制冷机蒸汽压缩式(2)以热能热能为补偿的,有吸收式、吸收式、热能吸收式蒸汽喷射式、吸附制冷机蒸汽喷射式、吸附制冷机等。其能量转换过程如图10・1所示。图10・131.制冷循环的经济性:热力学研究能量转换的经济性,花费一定的补偿所得到的制
4、冷循环的经济性:效果(制冷量)。对于图10-la(机械式制冷机),(机械式制冷机),引入:对丁图),(1)制冷系数:制冷量与耗功量Z比。即)制冷系数£其中,W——装置所消耗的外功;Q0——制冷量。hl?h4e=Q0/w=h2?hl(2)热力学完善度,实际制冷循环的完善度用耳表示,即实际循环能量利)热力学完善度,用系数与理想循环能量利用系数Z比,即其中,£H=8/8CC一一理想循环能量利用系数。4对于热能驱动方式的制冷机((3)热力系数对于热能驱动方式的制冷机(图10-lb),制冷机从驱动热源)热力系数:对于热能驱动方式的制冷机(温度为Tg)吸取热量作为补偿,其经济性用热力系数热力系数描述,热
5、力系数Q?=0(10—1)Qg式中,Q0——制冷机的制冷量;Qg——制冷机的输入热量。热力系数匚统称为性能系数性能系数COP。(4)制冷机的性能系数:通常将制冷系数*和热力系数)制冷机的性能系数:制冷系数热力系数性能系数对于以热能驱动的制冷机,假定驱动热源高、低温热源驱动热源和高低温热源均为恒温热源恒温热源,则驱动热源恒温热源可推导出热能驱动的可逆循环制冷机的热力系数可逆循环制冷机的热力系数。可逆循环制冷机的热力系数由热力学第一定律,有由热力学第二定律,有Qa=Q0+QgQaQ0Qg=+TaTcTg(10—2)(10—3)5利用上三式,可得热能驱动的可逆循环制冷机热力系数热能驱动的可逆循环制
6、冷机的热力系数热能驱动的可逆循环制冷机TcTa?c=(l?)Ta?TcTg(10-4)上式第一个因子第一个因子是在热源Ta和热源TcZ间可逆循环的制冷系数ec=Q0/W=Tc/(Ta?Tc));可逆循环的制冷系数(第一个因子可逆循环的制冷系数第二因子是在热源Tg和热源TaZ间的可逆热发动机的热效率2=1?Ta/Tg)。可逆热发动机的热效率(第二因子可逆热发动机的热效率即它相当于一可逆热机,将驱动热源的热量Tg转换成机械功(W=(l?Ta/Tg)Qg)再由W去推动一可逆循环(参考pl7〜18)。?热力学完善度耳:式(10—4)给出了一定热源条件下制冷机性能系数的最高值。在热力学完善度实际制冷循
7、环中有不可逆损失,具性能系数COP应小于此值。用热力学完善度热力学完善度q评价实热力学完善度实际制冷循环与可逆循环际制冷循环可逆循环的接近程度,有可逆循环r
8、=??c这里,有0&It;r
9、<l,r
10、越大越好。6二、制冷的基本方法制冷的方法很多,常见的有:蒸汽压缩式、吸收式、蒸汽喷射式和吸附式制冷蒸汽压缩式、吸收式、蒸汽喷射式吸附式制冷吸附式制冷。蒸汽压缩式具共同特点是:液体汽化时需耍吸收大量的潜热吸收大
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