制冷与技术课件.pptx

制冷与低温的热力学基础;第一节制冷与低温原理的热工基础;用符号U表示，单位是焦耳（J）;工质的总储存能;能量从一个物体传递到另一个物体有两种方式;图1-1a所示为工质经管道进入气缸的过程。

工质状态参数p、v、T，用p-v图中点C表示。

工质作用于面积A的活塞上的力为pA，工质流入气缸时推动活塞移动距离，作功pA=pV=mpv。m表示进入气缸的工质质量，这一份功叫做推动功。

1kg工质的推动功等于pv如图中矩形面积所示。;;;进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加

(1-10);加给工质的热量一部分用于增加工质的热力学能储存于工质内部，余下一部分以作功的方式传递至外界。;热量Q;4.2开口系统的能量平衡;由E=me,V=mv,h=u+pv,得;工质流经压缩机时，机器对工质做功wc,使工质升压，工质对外放热q;图1-6喷管能量转换;工质流过阀门时流动截面突然收缩，压力下降，这种流动称为节流。;研究与热现象相关的各种过程进行的方向、条件及限度的定律;热力学第二定律涉及的温度为热力学温度(K);p、T状态下的比熵定义为;卡诺制冷

机是热力

理想的等

温制冷机;过程1－2;制冷工质向高温热源放热量;;(假设制冷过程和冷却过程传热温差均为ΔT);以卡诺循环作为比较依据，第一类循环就是卡诺循环制冷机，而第二类循环则是理想的热源驱动逆向可逆循环——三热源循环。;对可逆制冷机;节流阀、毛细管、热力膨胀阀和电子膨胀阀等多种形式。;零效应的连线称为转化曲线，如图上虚线所示。;进一步推导得;(3)转化温度与转化曲线;表1-1最大转化温度列出了一部分气体的最高转化温度。;2.绝热膨胀;等熵膨胀过程的温差，随着膨胀压力比P1/P2的增大而增大，还随初温T1的提高而增大。;(1)假定放气过程进行很慢，活塞左侧气体始终处于平衡状态而等熵膨胀，所作功按其本身压力计算，因而对外作功最大，温降也最大。;实际放气过程总是介于上述两种极限情况之间，过程进行得越慢，愈接近等熵膨胀过程。;分析这两种极限情况可得结论：;4.1热力理想等温源系统;表1-2卡诺制冷机在300K和低温Tc时的性能系数COP;4.2热力理想等压源系统;制冷剂在T1和T2之间可逆等压吸热，放热过程是可逆等温过程。;对理想等压源制冷机;;1.1.3制冷与低温温区的划分;制冷的温度范

围是从环境温

度开始，一直

可达接近绝

对零度即0Ｋ;2.制冷与低温技术的发展历史;第二节制冷与低温工质;1.热力学性质方面;3.物理化学性质方面;1.2.2制冷剂命名;字母“R”和它后面的一组数字或字母;3.非共沸混合工质;表1-4制冷剂符号举例;此外，有机氧化物、脂肪族胺用R6开头，其后数字任选。详细可从表1-5制冷剂标准符号表示中查出。;1.2.3制冷剂的物理化学性质及其应用;表1–6制冷剂的毒性指标给出常用制冷剂TLVs或AEL值;(2)燃烧性和爆炸性;表1–7一些制冷剂的易燃易爆特性;表1–8ASHRAE34-1992以毒性和可燃性为界限的安全分类;表1–9一些制冷剂的安全分类;(二)低温技术的发展历史;3.对材料的作用;4.与润滑油的互溶性;制冷剂与油溶解会使润滑油变稀，影响润滑作用，且油会被带入蒸发器中影响到传热效果。;5.与水的溶解性;表1–10水分在一些制冷剂中的溶解度（25℃）;沸点-33.3℃，凝固点-77.9℃

单位容积制冷量大粘性小，传热性好，流动阻力小

毒性较大，有一定的可燃性，安全分类为B2

氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味

氨液飞溅到皮肤上会引起肿胀甚至冻伤

氨系统中有水分会加剧对金属腐蚀同时减小制冷量

以任意比与水互溶但在矿物润滑油中的溶解度很小

系统中氨分离的游离氢积累至一定程度遇空气爆炸

氨液比重比矿物润滑油小，油沉积下部需定期放出

在氨制冷机中不用铜和铜合金材料(磷青铜除外);2.氟利昂;(3)R11（一氟三氯甲烷CFCl3）;3.碳氢化合物;4.混合制冷剂;表1–11几种共沸制冷剂的组成和沸点;(2)非共沸制冷剂;表1-12一些非共沸混合制冷剂显示了目前应用较多的非共沸制冷剂的种类及组成。;5)非共沸制冷剂R401A和R401B;1.2.5低温液体的性质;液氟淡黄色，密度最大的低温液体之一。;表1-14e-H2中p-H2的含量列出了e-H2中p-H2的平衡含量随温度的关系。;这两种不同形式的氢的区别在于组成氢分子的粒子