思考题1.什么是制冷?制冷技术领域的划分.答:用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却,温度降到环境温度以下,并保持这个温度.120k以上,普通制冷 120—20K深度制冷 20-0.3K低温制冷 0.3K以下超低温制冷2.了解各种常用的制冷方法。
答:1、液体气化制冷:利用液体气化吸热原理.2、气体膨胀制冷:将高压气体做绝热膨胀,使其压力、温度下降,利用降温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷.3、热电制冷:利用某种半导体材料的热电效应。
4、磁制冷:利用磁热效应制冷3.液体气化为什么能制冷?蒸气喷射式、吸附式属于哪一种制冷方式?答:液体气化液体汽化时,需要吸收热量;而吸收的热量是来自被冷却对象,因而被冷却对象变冷。
蒸气喷射式、吸附式属于液体气化制冷4.液体气化制冷的四个基本过程。
答:压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程5.热泵及其性能系数。
答:热泵:以环境为低温热源,利用循环在高温下向高温热汇排热,收益供热量,将空间或物体加热到环境温度以上的机器。
用作把热能释放给物体或空间,使之温度升高的逆向循环系统称作热泵。
(当使用目的是向高温热汇释放热量时,系统称为热泵。
)热泵的性能系数COP=Qa/W供热量与补偿能之比。
2、制冷机的性能系数:COP=Q/W7.单级蒸气压缩制冷循环的四个基本部件答:压缩机:①提高制冷剂的压力;②形成输送制冷剂的动力冷凝器:制冷剂高压蒸气与环境温度介质充分热交换膨胀阀: ①使高压常温制冷剂节流膨胀降压;②调节进入蒸发器的制冷剂流量蒸发器:提供低压制冷剂与冷却空间充分热交换的场所,使制冷剂不断吸热汽化。
10.在压焓图上,随压力或温度变化,制冷剂的比体积如何变化?答:制冷剂的比体积随着压力或温度的升高而升高11.蒸气压缩式制冷循环中,当制冷剂确定后,冷凝温度、蒸发温度由什么因素决定?答:由冷凝压力和蒸发压力决定16.以单级蒸气压缩制冷循环为例,试述蒸发温度和冷凝温度对制冷循环性能的影响。
答:蒸发温度t0降低时,制冷量下降,性能系数下降冷凝温度升高时,制冷量降低,比功w0升高,性能系数下降19.制冷剂的种类和常用制冷剂的表示符号。
答:制冷剂按组成区分,有单一制冷剂和混合物制冷剂。
按化学成分区分,主要有三类:无机物、氟里昂和碳氢化合物。
制冷剂符号由字母R和它后面的一组数字或字母组成;字母R表示制冷剂,后面的字母数字是根据制冷剂的化学成分按一定的规则编写的。
22.选择制冷剂应考虑的因素。
答:环境可接受性、热力学性质满足使用要求、传热性和流动性好、化学稳定性和热稳定性好,使用可靠、无毒,不燃,不爆,使用安全、价格便宜,来源广。
1。
环境接受性:考虑 ODP,GWP。
2.热力学性质方面:(1) 工作温度范围内有合适的压力和压力比.蒸发压力≧大气压力冷凝压力不要过高冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大(2) 单位制冷量q0和单位容积制冷量qv较大。
(3)比功w和单位容积压缩功wv小,循环效率高. (4) 等熵压缩终了温度t2不能太高,以免润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解。
3.迁移性质方面(1)粘度、密度尽量小。
(2) 导热系数大,可提高传热系数,减少传热面积。
4。
物理化学性质方面(1)无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全. (2) 化学稳定性和热稳定性好。
(3) 对大气环境无破坏作用.5原料来源充足,制造工艺简单,价格便宜.23.什么是载冷剂?答:在间接制冷系统中用以传递冷量的中间介质。
24.双级压缩式制冷循环解决哪些问题?答:降低排气温度,改善循环性能答:低温制冷剂在常温下无法冷凝成液体,而复叠式制冷循环系统采用另一台制冷装置与之联合运行,为低温制冷剂循环的冷凝过程提供冷源,降低冷凝温度和压力。
30.了解溶解与结晶、吸收与解析、蒸馏与精馏.答:溶解:溶质溶解在溶剂中叫溶解。
结晶:溶质从溶剂中析出31.氨吸收式制冷机、溴化锂吸收式制冷机的制冷剂和吸收剂是什么?。
答:氨吸收式制冷机:制冷剂:氨吸收剂:水溴化锂吸收式制冷机:制冷剂:水吸收剂:溴化锂45.蒸发器有哪些类型?了解各种蒸发器的结构特点。
答:冷却液体的蒸发器:水箱式蒸发器(直立管式、螺旋管式)、卧式壳管式蒸发器(满液式)、干式卧式壳管式蒸发器冷却空气的蒸发器:冷却排管、冷风机、直接蒸发式空气冷却器46.冷凝器哪些类型?了解各种冷凝器的结构特点。
答:水冷式冷凝器:立式壳管式、卧式壳管式、套管式风冷式冷凝器:蒸发式冷凝器:47.膨胀节流元件起什么作用?有哪些类型?答:膨胀节流元件起节流和调节进入蒸发器制冷剂流量的作用,并可保证一定的过热度防止液击。
手动节流阀、热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管、低压浮球调节阀、截止阀48.辅助设备有哪些?各有哪些用途?(如油分离器、气液分离器、过滤器、干燥器等)。
答:油分离器:分离压缩机排除的气体中的润滑油气液分离器:用于重力供液系统中,如氨液分离器,将蒸发器出来的蒸气中的液滴分离掉,以提高压缩机的安全性;它也用在贮液器后面,用来分离因节流降压而产生的闪发气体,不让它进入蒸发器,以提高蒸发器工作效率过滤器:用于清除制冷剂中的机械杂质干燥器:除去制冷剂中的水蒸汽何为制冷循环?何为单级压缩制冷循环?答在蒸气压缩制冷系统中,制冷剂经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程后回复到原有状态,称为完成了一个工作循环,如此周而复始地完成制冷剂热力状态变化的过程,称为制冷循环。
如果制冷剂在一个工作循环中只经过一次压缩,这个循环就称为单级压缩制冷循环。
什么是两级压缩制冷循环?为什么要采用两级压缩制冷循环?答把蒸气压缩制冷系统工作循环中的压缩过程分为两个阶段进行,使制冷剂在一个工作循环中经过二次压缩,这个循环就称为两级压缩制冷循环。
由于单级循环的压缩比受到限制,通常氨压缩机最大为8,氟利昂压缩机最大为10,使得单级循环的蒸发温度最低只能达到-20一-40℃,当需要更低的蒸发温度时.就要采用两级压缩制冷循环.什么叫热气除霜?热气除霜有何特点?答热气除霜就是用压缩机排出的过热制冷剂蒸气在蒸发器内放热,使蒸发器表面的霜层融化。
热气除霜系统较复杂,造价高,但除霜效果好,用于氨系统还可以使蒸发器内部的积油排放到排液桶或低压循环贮胶器内,使蒸发器的传热效果得到改善。
载冷剂的作用是什么?对载冷剂的性质有那些基本要求?答:载冷剂的作用就是向被间接冷却的物体输送制冷系统产生的冷量。
对载冷剂性质的基本要求有:载冷剂的比热容和穿系数要的大,粘度和密度要小,凝固点要低,挥发性和腐蚀吸能够要小,无毒无臭,对人体无害,化学性质稳定,价格低廉,易于获得。
冷凝温度变化蒸气压缩式制冷系统有何影响?答:当蒸发温度不变时,冷凝温度升高,则节流损失增大,制冷口粮减少,功耗增加,制冷系数降低;冷凝温度下降,则节流损失减小,制冷量增加,功耗减少,制冷系数提高。
制冷压缩机在制冷系统中的作用是什么?答:制冷压缩机在制冷系统中对制冷剂蒸气做功,将低温低压蒸气压缩成为高温高压的蒸气,在排入冷凝器中,使制冷剂在常温下冷凝为液体并放出热量,从而使制冷剂的相变可以周而复始地持续进行,以实现将低温物体中的热量向高温物体转移,并能连续不断的进行制冷循环。
在制冷系统中节流阀的功能是什么?安装在什么部位?答:节流阀在蒸气压缩式制冷系统的基本设备之一。
节流阀的功能是降压和调节制冷剂的循环流量,可实现制冷量的自动调节,确保制冷剂离开蒸发器有一定的过热度。
节流阀安装在冷凝器和蒸发器之间且靠近蒸发器的制冷剂液体管路上。
一、蒸气压缩式制冷原理蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热的性质来实现人工制冷的。
在制冷技术中,蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。
液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现,因此是吸热过程,液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做蒸发温度,凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度,使蒸汽转化为液态。
在日常生活中,我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。
比如,我们在手上擦一些酒精,酒精很快蒸发,这时我们感到擦酒精部分反应很凉。
又如常用的制冷剂氟利昂F—12液体喷洒在物体上时,我们会看到物体表面很快结上一层白霜,这是因为F—12的液体喷到物体表面立即吸热,使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法,制冷剂F-12不能回收和循环使用).目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原理。
蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热,蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。
二、制冷循环压缩机是保证制冷的动力,利用压缩机增加系统内制冷剂的压力,使制冷剂在制冷系统内循环,达到制冷目的。
开始压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体,然后压缩成高温高压气体送冷凝器;高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体;当常温高压液体流入热力膨胀阀,经节流成低温低压的湿蒸气,流入蒸发器,从周围物体吸热,经过风道系统使空调房间温度冷却下来,蒸发后的制冷剂回到压缩机中,又重复下一个制冷循环,从而实现制冷目的。
三、制冷剂在制冷系统中状态从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧;这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力.高压侧的特点是:制冷剂向周围环境放热被冷凝为液体,制冷剂流出冷凝器时,温度降低变为过冷液体.从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的低压侧,其压力等蒸发器内蒸发温度的饱和压力。
制冷剂的低压侧段先呈湿蒸气状态,在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为汽态制冷剂。
到了蒸发器的出口,制冷剂的温度回升为过热气体状态。
过冷液态制冷剂通过膨胀阀时,由于节流作用,由高压降低到低压(但不消耗功、外界没有热交换);同时有少部分液态制冷剂汽化,温度随之降低,这种低压低温制冷剂进入蒸发器后蒸发(汽化)吸热。
低温低压的气态制冷剂被吸入压缩机,并通过压缩机进入下一个制冷循环.四、制冷量在制冷循环中,循环流动的每千克制冷剂从被冷却物体吸收的热量叫做单位重量制冷量,用符号q表示,单位是kcal/kg,单位重量制冷量是表示制冷循环效果的一个特殊参数,这由制冷剂的性质,循环温度等条件决定,蒸发温度越低,冷凝温度越高, 其值越小,反之越大。
制冷装置的产冷量是单位时间内从被冷却物体吸收并在冷凝器中放掉的热量,用符号Q 表示,单位是kcal/kg。
Q值的大小等于冷重量流量G与单位重量制冷量q的乘积,即:Q =G·q 。
在实际工作中,有时为了方便的获得制冷量的粗略计算也可通过下式计算Q=L·(t2 -t1 )式中L循环风量,(t2 -t1 )为进出风温度差。
五、制冷剂制冷剂是进行制冷循环的工作物质。
对制冷剂的要求理想的制冷剂要求化学性质是无毒、无刺激性气味、对金属腐蚀作用小、与润滑油不起化学反应,不易燃烧、不易爆炸、并且要求制冷剂有良好的热力学性质,即在大气压力下它在蒸发器内的蒸发温度要低、蒸发压力最好与大气压相近;制冷剂在冷凝器中、冷凝温度对应的压力要适中,单位制冷量要大,汽化热要大,而液体的比热要小,气体的比热要大。