《制冷技术与原理》——第2章-单级蒸汽压缩式制冷循环.ppt

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1、第2章单级蒸气压缩制冷循环2.1单级压缩制冷的理论循环2.2单级压缩制冷的实际循环2.3工况与性能2.1单级蒸气压缩制冷的理论循环2.1.1系统与循环2.1.2压焓图及温熵图2.1.3制冷循环过程在压焓图和温熵图上的表示2.1.4单级蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算2.1.1系统与循环液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是：①制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成为低压蒸气②将该低压蒸气提高压力为高压蒸气③将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体④高压液体降低压力重新变为低压液体，返回到①从而完成循环。压缩机:压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发器中低压、冷凝器中高压，是整个系统的心脏。冷凝器:输出热量的设

2、备，将制冷剂在蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量排放给冷却介质。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:输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却对象的热量，从而达到制冷的目的。2.1.2压焓图和温熵图phThspx压焓图v等容线----向右上方倾斜的虚线，比等熵线平坦；等温线----液体区几乎为垂直线。两相区内，因制冷剂状态的变化是在等压、等温下进行，故等温线与等压线重合，是水平线。过热蒸气区为向右下方弯曲的倾斜线；等熵线----向右上方倾斜的实线；等干度线----只存在于湿蒸气区域内，其方向大致与饱和液体线或饱和蒸气线相近，视干度大小而定。等焓

3、线----垂直线；等压线----水平线；TssTvphx温熵图等容线----向右上方倾斜的虚线；等压线----两相区内是水平线；过热蒸气区为向右上方弯曲的倾斜线；过冷区可用饱和线代替。等焓线----过热区和两相区内为向右下方倾斜的实线；过冷液体区可近似用同温度下的饱和液体的焓值代替；等干度线----只存在于湿蒸气区域内，其方向大致与饱和液体线或饱和蒸气线相近，视干度大小而定。等熵线----垂直线；等温线----水平线；2.1.3制冷循环过程在压焓图和温熵图上的表示ph12345理论循环在p-h图上的表示ABCD12345A—压缩机；B—冷凝器；C—节流阀；D—蒸发器。单级蒸气压缩式制冷系

4、统图ABCDABCD12345单级蒸气压缩式制冷系统图A—压缩机；B—冷凝器；C—节流阀；D—蒸发器Ts12345理论循环在T-s图上的表示2.1.4单级蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算（1）压缩过程为等熵过程，即在压缩过程中不存在任何不可逆损失（2）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂的冷凝温度等于冷却介质的温度，蒸发温度等于被冷却介质的温度，且冷凝温度和蒸发温度都是定值单级理论循环是建立在以下一些假设的基础上的：（4）制冷剂在管道内流动时，没有流动阻力损失，忽略动能变化，除了蒸发器和冷凝器内的管子外，制冷剂与管外介质之间没有热交换（5）制冷剂在流过节流装置时，流速变化很小，可以忽略不计，且与外

5、界环境没有热交换（3）离开蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷凝器和进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体Ts12345hp12345理论循环在p-h图和T-s图上的表示ab按照热力学第一定律，对于在控制容积中进行的状态变化存在如下关系：这里，把自外界传入的功作为负值。（2-1）压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器都可以单独作为一个控制体进行分析。(2)冷凝过程：（2-3）(3)节流过程：（2-4）（1）压缩过程:（2-2）（4）蒸发过程：（2-5）单位制冷量可按式（2-5）计算。单位制冷量也可以表示成汽化潜热r0和节流后的干度x5的关系：为了说明单级压缩蒸气制冷机理论

6、循环的性能，采用下列一些性能指标。(2-6)由式（2-6）可知，制冷剂的汽化潜热越大，或节流所形成的蒸气越少（x5越小）则单位制冷量就越大。单位制冷量(2)单位容积制冷量(2-7)对于单级蒸气压缩制冷机的理论循环来说，理论比功可表示为(2-8)单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随制冷剂的种类和制冷机循环的工作温度而变的。(3)理论比功(4)单位冷凝热单位（1kg）制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量，称为单位冷凝热。单位冷凝热包括显热和潜热两部分(2-9)比较式（2-5）、（2-8）和（2-9）可以看出，对于单级压缩式蒸气制冷机理论循环，存在着下列关系(2-10)(5)制冷系数对于单级压缩蒸气制

7、冷机理论循环，制冷系数为(2-11)制冷系数愈大经济性愈好在蒸发温度和冷凝温度相同的条件下：(6)压缩终温影响到制冷剂的分解和润滑油结炭。(7)热力完善度单级压缩蒸气制冷机理论循环的热力完善度按定义可表示为(2-12)这里εc为在蒸发温度（T0）和冷凝温度（Tk）之间工作的逆卡诺循环的制冷系数。热力完善度愈大，说明该循环接近可逆循环的程度愈大。2.2单级蒸气压缩式制冷的实际循环2.2.1液体过冷对循环性能的影响2.2.2蒸气过热对循