低温发展史及获得方法.ppt

气体绝热放气制冷绝热放气：容器内高压气体绝热排放过程中，容器内的气体对排出容器的气体做功，则容器内的气体温度下降气体-绝热放气第29页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三对于绝热放气而言，降压后必产生温降，不存在升温的现象。其输出功一般不能利用。压比一定时，绝热指数越大，温降越大，所以像氦这样的单原子气体可获得较大温降。随着压比增大，温降增大，但增长幅度越来越小，因此经济的压比不宜过大，为3-5。绝热放气特点这种获得低温的方式常用于小型低温制冷机和深低温液化流程中。脉冲管制冷机、吉福特-麦克马洪制冷机和索尔凡制冷机就是用绝热放气的原理实现制冷的。第30页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三假定放气过程进行很慢：活塞左侧气体始终处于平衡状态，将按等熵膨胀，所作功按其本身压力计算，因而对外作功最大，温降也最大。注意与绝热膨胀的区别：无外功；过程不可逆（仅对剩余部分可认为可逆）。缓慢放气第31页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三假定放气过程进行很快：设想阀门打开后活塞右侧气体立即从p1降到p2。因假定放气过程进行很快，活塞左侧气体膨胀时只针对一恒定不变压力p2作功，对外作功最小，温降也最小。对外作功：最小，温降也最小。快速放气第32页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三实际放气过程第33页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三方式换热功焓变压力温度变化应用场合降温效果节流000降降/升/不变广泛用于各种制冷、低温系统差绝热膨胀00降降降气体液化流程和低温制冷机好绝热放气00不回收降降降主要用于小型低温制冷机中三种膨胀方式对比第34页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三可逆卡诺制冷循环冷源TR热源T0完全绝热完全绝热

熵s(a)可逆等温压缩；(b)可逆绝热膨胀；(c)从低温热源吸热并可逆等温膨胀；(d)可逆绝热压缩。T0TR卡诺-制冷循环第35页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三卡诺制冷机在T0=300K和低温TR时的性能系数COP??????????????????????制冷温度TR（K）????????????????????????????????111.7 0.59321.68677.4 0.34772.87620.3 0.0725813.7784.2 0.0142070.431.0 0.003344299.00.1 0.00033342,999.00.01 0.000033329,999.0?????????????????????????卡诺制冷机COP第36页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三3、热电制冷利用帕尔贴效应制冷：在两种不同金属组成的闭合回路中，若通以直流电，就会使一个节点变冷，一个变热，这种温差电现象称为帕尔贴效应。在低温制冷中不常采用。so(lowentropy)sd(highentropy)Material1Material2ElectronFlow第37页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三利用物体向低温冷源辐射散热的方式进行制冷。通常用于卫星或空间飞行器，以宇宙空间为低温冷源。由上海技物所为我国风云3号气象卫星研制的中分辨率成像光谱仪辐射制冷器是新一代大冷量辐射制冷器。主要热力学性能指标：二级温度达到82K，在97K下制冷量达到110mW，突破了100mW大关。辐射制冷第38页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三蒸发制冷循环。利用吸附工质液化后从外界吸热蒸发制冷。间歇式基本循环，连续回热循环（两台以上吸附器作为吸附压缩机）。实际制冷方式为相变制冷。吸附制冷活性炭-甲烷物理吸附制冷机2W/137K回热型吸附制冷机