B第二章 制冷与低温工质的性质 3 (2.4)_2016_10_31
制冷与低温技术原理
制冷与低温技术原理制冷与低温技术是一门涉及物理、化学、工程学等多个领域的学科，它的发展与人类的生产生活息息相关。
本文将深入探讨制冷与低温技术的原理，希望能为读者提供一些有益的知识。
首先，我们来了解一下制冷与低温技术的基本原理。
制冷技术是利用一种叫做制冷剂的物质，通过蒸发和凝结的循环过程，将热量从一个地方转移到另一个地方的技术。
而低温技术则是在极低温度下对物体进行处理或保存的技术。
这两者的原理都是基于热力学和热传递的基本规律，通过控制温度和热量的传递，实现对物体温度的调节和控制。
在制冷技术中，制冷剂起着至关重要的作用。
制冷剂是一种能在低温下蒸发并在高温下凝结的物质，常见的制冷剂包括氨、氟利昂、氯化甲烷等。
通过控制制冷剂的蒸发和凝结过程，可以实现对物体温度的降低。
而在低温技术中，除了制冷剂的选择外，还需要考虑绝热材料、保温材料等因素，以防止热量的传递和损失。
另一个重要的原理是热力学的运用。
热力学是研究热量和功的转化关系的学科，它对制冷与低温技术的原理和应用有着重要的指导作用。
通过热力学的分析，可以确定制冷剂的选择、循环过程的设计以及系统的效率等关键参数，从而提高制冷与低温技术的性能和效率。
此外，工程学的原理也是制冷与低温技术的重要基础。
工程学包括热力学、流体力学、传热学等多个学科，它们为制冷与低温技术的设计、制造和应用提供了理论和方法。
例如，流体力学可以用来分析制冷剂在系统中的流动特性，传热学可以用来研究热量的传递规律，这些都为制冷与低温技术的实际应用提供了理论支持。
总的来说，制冷与低温技术的原理是多方面的，涉及物理、化学、工程学等多个学科的知识。
通过对制冷剂的选择、热力学的分析和工程学的应用，可以实现对物体温度的控制和调节，从而满足不同领域的需求。
希望本文能为读者对制冷与低温技术的原理有所了解，并对相关领域的研究和应用有所帮助。
制冷系统中低温工质的选择与性能分析
制冷系统中低温工质的选择与性能分析制冷系统是现代化生活和工业生产中必不可缺的设备，而低温制冷系统则是许多产业如食品加工、医药制备、化工等的重要环节。
低温工质作为低温制冷系统中主要的工作介质，其选择与性能分析对于保障低温制冷系统的高效稳定运行具有至关重要的作用。
一、低温工质的种类低温工质按照其工作温度的不同可以分为常压低温工质和高压低温工质两种。
其中，常压低温工质主要用于制冷设备中工作温度为-50°C以下的环节，如甲烷、氟利昂、氨等；而高压低温工质则用于工作温度超过-50°C的部分，如二氧化碳、乙烷、乙醇等。
其中，二氧化碳因其环保、易得、不燃等特点在低温制冷中被广泛应用，使用温度范围可以达到-140°C以下，在高压条件下具有良好的热力学性质和传热性能。
而乙烷则因其不易燃、操作简单、在制冷温度范围内良好的蒸发性能等特点被用于制药、航空等多个领域的低温制冷工作中。
气体混合物也被广泛应用于低温制冷中，如混合气体中小分子和大分子的同时存在，为低温制冷提供了更多的工质选择。
二、低温工质的性能分析常见的低温工质中，氨的制冷效率较高，且环保，经济实用；但由于其有毒，如工作中出现泄漏会严重影响工人的身体健康，因此需要在使用过程中格外注意安全。
氟利昂的热传导系数较高，但相比氨的制冷效率较低，且对环境的影响也较大。
而对于制冷时工质蒸发后产生的压缩功，可以通过比较工质的功率数值，从而评价其经济性；二氧化碳在低温环境下，其抗冻性更好，同时其制冷效率和精度也较高，但在高压状态下工作需要具备较强的压力容忍性。
因此，在选择低温工质时，需综合考虑环保性、经济性、制冷效率、压力容忍性等多方面的因素。
三、几种主要低温工质的特点和适用领域（一）二氧化碳二氧化碳是环保、安全、高效的低温工质之一，经常用于食品保鲜、医药制备等领域。
其中，其在低温制冷中的特点如下：1.抗冻性好：蒸发压力低于常温的二氧化碳不易结冰，也不会形成水锈；2. 热量换热效率高：在低温环境中，二氧化碳的传热效率明显优于其他工质；3. 安全环保：二氧化碳换热器可大大减小二氧化碳泄漏的风险，并能减小二氧化碳使用对环境的危害。
制冷与低温原理 教案-定义说明解析
制冷与低温原理教案-范文模板及概述示例1:制冷与低温原理教案一、教学目标1. 了解制冷与低温的基本原理2. 掌握制冷技术的发展历程和应用领域3. 理解低温对材料和生物的影响4. 学习制冷设备的基本结构和工作原理二、教学内容1. 制冷与低温的概念介绍2. 制冷技术的历史与发展3. 制冷原理及常见制冷剂4. 低温对材料和生物的影响5. 制冷设备的结构和工作原理三、教学重点和难点1. 制冷技术的原理和应用2. 低温对材料和生物的影响3. 制冷设备的结构和工作原理四、教学方法1. 经典案例分析2. 多媒体教学3. 实验演示4. 互动讨论五、教学过程1. 制冷与低温的概念介绍- 制冷的定义和重要性- 低温的概念及其对物质的影响2. 制冷技术的历史与发展- 制冷技术的起源和发展历程- 制冷技术在不同领域的应用3. 制冷原理及常见制冷剂- 制冷原理的基本理论- 常见的制冷剂及其特性4. 低温对材料和生物的影响- 低温对材料性能的影响- 低温在生物学和医学领域的应用5. 制冷设备的结构和工作原理- 压缩式制冷设备的结构和工作原理- 其他常见的制冷设备介绍六、教学资源1. 课件：制冷与低温原理2. 实验器材：常见的制冷设备模型3. 书籍资料：相关制冷原理和技术的专业书籍七、教学评估1. 平时作业2. 实验报告3. 课堂讨论4. 期末考试八、教学总结通过本教案的教学，学生将全面了解制冷与低温的基本原理，掌握制冷技术的发展历程和应用领域，理解低温对材料和生物的影响，学习制冷设备的基本结构和工作原理，为将来的工程实践和学术研究打下坚实的基础。
示例2:制冷与低温原理教案一、教学目标1. 了解制冷与低温原理的基本概念和相关知识；2. 掌握制冷与低温原理的工作原理和应用；3. 能够运用所学知识解决实际问题。
二、教学重点和难点1. 制冷与低温原理的基本概念和相关知识；2. 制冷与低温原理的工作原理和应用；3. 如何应用所学知识解决实际问题。
低温与制冷原理
低温与制冷原理
低温与制冷原理是指通过降低物体的温度来达到特定目的的一种技术或方法。
低温与制冷技术广泛应用于医学、化工、食品等领域。
低温的物理原理是基于物体的分子活动程度与温度之间的关系。
当物体的温度降低时，分子的活动减慢，它们之间的相互作用力增加。
这会导致物体的性质发生变化，例如固体可能变得更加脆弱，液体可能变得更加黏稠。
制冷的基本原理是通过抽取物体的热量来使其温度下降。
制冷过程中常用的方法包括蒸发制冷、压缩制冷和吸收制冷。
在蒸发制冷中，液体通过蒸发释放热量，从而引起温度下降。
蒸发制冷常用于制作制冷剂，例如空调中使用的氟利昂。
压缩制冷是通过利用气体的压缩和膨胀来实现冷却效果。
在制冷循环中，气体通过压缩变为高压气体，并通过换热器散热降温。
然后气体通过膨胀阀放松压力，变为低压气体，从而引起温度下降。
吸收制冷是利用吸收剂对制冷剂的吸收和释放来实现冷却效果。
当制冷剂与吸收剂接触时，制冷剂被吸收剂吸收，形成复合物。
然后通过加热使复合物分解，制冷剂被释放出来，从而引起温度下降。
总之，低温与制冷原理是利用物质的性质变化和能量转移来实
现温度降低的技术。
不同的制冷方法适用于不同的应用领域，但它们的基本原理都是基于热量转移和物质相互作用的基础物理原理。
制冷和低温技术原理第2章制冷方法课件
第 2 章 制冷方法
制冷和低温技术原理第2章制冷方法
1
第 2 章 制冷方法
内容要求 物质相变制冷 电，磁，声制冷 气体涡流制冷 气体膨胀制冷 绝热放气制冷
制冷和低温技术原理第2章制冷方法
2
常见的制冷方法有四种：
物质相变制冷
利用液体在低温下的蒸发过程或固体 在低温下的融化或升华过程从被冷却 物体吸取热量以制取冷量。
发生器
两个回路
冷凝器
节
QH
流 阀
溶液热 交换器
制冷剂回路 溶液回路
蒸发器 溶
液
Qo QA 吸收器
泵
蒸气吸收式制冷的基本系统
制冷和低温技术原理第2章制冷方法
14
吸收式制冷的工质对： 名称
• 硫酸水溶液吸收式制冷机 • 氨水吸收式制冷机 • 溴化锂吸收式制冷机
制冷剂 水 氨 水
吸收剂 浓硫酸 水 溴化锂
2.1.1 相变制冷概述
液体蒸发制冷
固体相变制冷
以流体为制冷剂，通 过一定的机器设备构 成制冷循环，利用液 体汽化时的吸热效应 ，实现对被冷却对象 的连续制冷。
以一定数量的固体 物质为制冷剂，作 用于被冷却对象， 实现冷却降温。一 旦固体全部相变， 冷却过程即终止。
制冷和低温技术原理第2章制冷方法
4
冷却流体
降压
升压
被冷却流体 构成循环的原理
制冷和低温技术原理第2章制冷方法
8
冷却流体
液体蒸发制冷循环必须 具备四个基本过程：
降压
升压
被冷却流体 构成循环的原理
制冷剂低压汽化 制冷剂液体在低温低压下 汽化， 产生低压蒸气。
蒸气升压
将低压蒸气抽出并提高压力 变成高压蒸气。
制冷与低温原理范文
制冷与低温原理范文制冷是指通过降低物体的温度，使其热量从高温环境中转移到低温环境中的过程。
制冷技术的发展对人们生活和生产带来了巨大的便利和效益。
而低温则是指低于常温的温度范围，通常在-273摄氏度（绝对零度）到-20摄氏度之间，低温技术的应用对于科学研究、医学、航空航天等领域都有着重要的意义。
制冷技术的基本原理是利用物质在吸热蒸发和放热凝结过程中的特性来降低物体的温度。
根据热力学第一定律，能量守恒原理，制冷原理主要包括：循环制冷原理，换热原理。
循环制冷原理的核心在于压缩冷凝。
它通过压缩机将低温低压的制冷剂吸入，经过压缩使其温度和压力提高，然后通过冷凝器与外界热交换，使其温度降低，压力增加，成为高温高压气体。
换热原理是制冷技术中的另一个重要原理。
由于制冷剂在压缩冷凝过程中会吸收热量，所以需要通过换热器与外界充分热交换，使制冷剂的温度降低，形成制冷效果。
低温技术的实现主要依靠各种制冷设备和制冷材料。
常见的制冷设备有制冷机、冰箱、冷库等。
制冷机是制冷原理的典型应用，它可以根据不同的需求来选择使用制冷剂和工作原理。
制冷材料是低温技术中的关键元素，优良的制冷材料应具备较低的温度梯度、高的热导率和稳定性。
常见的制冷材料有液氮、液氧、制冷剂、超导体等。
综上所述，制冷与低温技术的应用在人们生活和生产中起到了重要的作用。
制冷技术的基本原理是通过能量的转移来降低物体的温度。
而低温技术则是在制冷技术的基础上将温度降至较低的范围，以满足各种需求。
随着科技的不断进步和人们对于更高效制冷和低温技术的需求，制冷领域依然有巨大的发展潜力和挑战。
制冷 工质 教材
制冷工质教材
关于制冷工质的教材，可以考虑以下几本：
1. 《制冷工质应用及模拟研究》本书详细介绍了制冷工质的特性和应用，重点阐述了新型制冷工质的性能评估、环保标准及对臭氧层的影响等内容。
此外，还介绍了制冷工质模拟研究的理论和方法，通过实例分析，为读者提供了实用的制冷工质模拟研究方法和技术。
2. 《制冷工质与工程实践》本书系统介绍了制冷工质的种类、性质、应用及发展，重点阐述了新型制冷工质的性能特点、环保要求及安全性评价。
此外，还介绍了制冷工质在空调、冷藏、冷冻等领域的应用实例，为读者提供了实用的工程实践经验。
3. 《制冷工质与热力学基础》本书以制冷工质和热力学基础为主要内容，介绍了制冷工质的分类、性质及应用，阐述了热力学的基本概念、定律及分析方法。
通过本书的学习，读者可以掌握制冷工质的特性和应用，理解热力学的基本原理和分析方法，为进一步学习制冷和空调技术打下基础。
如需更多教材信息，可以登录当当网、亚马逊等网站进行查询。
制冷与低温技术原理
制冷与低温技术原理制冷与低温技术是一门涉及物理、化学、工程学等多个学科知识的交叉领域，它广泛应用于工业生产、生活和科学研究等各个领域。
在现代社会中，制冷与低温技术已经成为不可或缺的一部分，它为人类的生产生活提供了便利，同时也推动了科学技术的发展。
本文将从制冷与低温技术的原理入手，对其进行深入探讨。
首先，制冷技术是利用物质的热力学性质，通过能量转移的方式将热量从一个物体转移到另一个物体，以达到降低物体温度的目的。
在制冷技术中，常用的原理包括蒸发冷却原理、压缩冷却原理和热电制冷原理等。
蒸发冷却原理是利用液体蒸发时吸收热量的特性，通过蒸发器将被制冷物体的热量吸收，从而降低其温度。
压缩冷却原理是通过压缩机将制冷剂压缩成高温高压气体，然后通过冷凝器散热，使其冷凝成液体，释放热量，从而降低被制冷物体的温度。
热电制冷原理则是利用热电材料在电场作用下产生冷热效应，实现制冷的原理。
其次，低温技术是指将物体的温度降低到较低的温度范围内，通常在零下100摄氏度以下。
低温技术的应用领域非常广泛，包括超导、超流体、超低温物理、医学冷冻、食品冷藏等多个领域。
在低温技术中，常用的原理包括制冷机制冷原理、液氮制冷原理和制冷剂制冷原理等。
制冷机制冷原理是通过制冷机将低温制冷剂制冷后传递给被制冷物体，实现降温的原理。
液氮制冷原理是利用液氮的低温特性，将其用作制冷剂，实现对被制冷物体的低温冷藏。
制冷剂制冷原理则是利用特定的制冷剂对被制冷物体进行制冷，以达到降温的目的。
综上所述，制冷与低温技术的原理涉及到多个方面的知识，包括热力学、物理学、化学等多个学科。
通过对制冷与低温技术原理的深入理解，我们可以更好地应用这些技术，推动科学技术的发展，为人类的生产生活提供更多的便利。
希望本文能够对读者有所帮助，也希望制冷与低温技术能够在未来得到更广泛的应用和发展。
制冷与低温原理范文
制冷与低温原理范文制冷与低温原理是指通过一系列物理和化学原理，将热量从一个物体或者系统转移至另一个物体或者系统，使其温度达到较低的状态。
本文将分为四个部分，依次介绍制冷与低温的原理、制冷剂的选择、制冷循环的模型以及制冷技术的发展。
制冷与低温的原理主要有两个：热量传递和热力学性质。
热量传递是通过热传导、对流和辐射来实现的。
当两个物体的温度不同时，热量会自动从高温的物体转移至低温的物体，直至两者温度相等。
热力学性质是指物质在受热和放热过程中的性质变化，例如相变、气化和凝结等。
通过利用物质的这些热力学性质，可以实现温度的降低和制冷效果。
选择合适的制冷剂是制冷与低温技术的重要一环。
制冷剂是一种能在制冷循环中进行相变，完成热量的吸收和传递的物质。
常用的制冷剂包括液体氨、液体氮和氟利昂等。
制冷剂的选择要考虑其热力学性质、化学稳定性、环境友好性以及制冷剂的生产和使用成本等因素。
制冷循环是实现制冷与低温效果的关键。
常见的制冷循环有压缩式制冷循环、吸收式制冷循环和膨胀式制冷循环等。
在压缩式制冷循环中，制冷剂在压缩机的作用下实现相变，从而吸收热量并提高温度。
在吸收式制冷循环中，制冷剂与吸收剂发生化学反应，在吸收剂中完成相变和热吸收过程。
在膨胀式制冷循环中，制冷剂通过节流阀或者膨胀机进行膨胀，降低温度并实现制冷效果。
制冷技术的发展已经取得了巨大的进步。
随着科学技术的发展和实用化需求的增加，制冷与低温技术正在不断创新和改进。
例如，超导材料的发现和应用使得液氮和液氦制冷技术得以广泛应用于医疗、超导电子和科学实验等领域。
此外，随着可再生能源的发展和环境保护的重要性日益凸显，高效、低能耗的制冷技术成为了研究的热点，例如磁制冷、热电制冷和吸附制冷等。
总结起来，制冷与低温原理主要包括热量传递和热力学性质。
制冷剂、制冷循环和制冷技术是实现制冷与低温效果的关键。
随着科学技术的发展和实用化需求的增加，制冷技术将会得到更加广泛的应用和发展，为人类的生活和科研工作带来更多的便利和创新。
制冷和低温技术原理-文档资料
在长期的生产实践和日常生活中，人们发现许多现象 与温度有密切关系。 炎热条件下希望降温以提供适宜的工作和生活环境。 所有生物过程都受温度影响，低温抑制食品发酵、霉菌的 增殖，对食品保鲜起重要作用。材料的某些重要特性与温 度有关，如机械材料具有冷脆性，塑料、橡胶也有同样的 性质；又如金属的导电性随温度下降而提高，有些纯金属 或合金当温度降到某一数值时出现超导性，人为地利用这 些特性，需要人工创造低温环境。通过降温产生物态变化， 可使混合气体分离、气体液化。扩散和化学反应与温度也 有直接关系，许多生产工艺过程中温度对产品性能和
制冷是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将物
体冷却，使其温度降低到环境温度以下，保持并利用这个 温度。 按照所获得的温度，通常将制冷的温度范围划分为以 下几个领域：120 K以上为普冷；120 K～0.3 K为深冷，也
称为低温；0.3 K以下为极低温。
机器设备以及依据的具体原理有很大差别。
由于温度范围不同，所采用的降温方式，使用的工质、
第一节 制冷的定义及研究内容
三、制冷与低温技术的研究内容
研究内容可以概括为以下四个方面： (1)研究获得低于环境温度的方法、机理以及与此对应 的循环，并对循环进行热力学的分析和计算。 (2)研究循环中使用的工质的性质，从而为制冷机和低 温装置提供合适的工作介质。因工质在循环中发生状态变 化，所以工质的热物理性质是进行循环分析和计算的基础 数据。此外，为了使这些工质能实际应用，还必须掌握它 们的一般物理化学基础。 (3)研究气体液化和分离技术。例如液化氧、氮、氢、 氦等气体，将空气或天然气液化、分离，均涉及一系列的 制冷和低温技术。
第二节 制冷与低温技术的应用
四、在科学研究及医疗卫生方面的应用
科学研究往往需要人工的低温环境。例如：在军事科
第二章 制冷工质性质(07)
部分或-60℃以下的低温装臵中。
§2-2 流体物性计算的热物理基础
一、基本热力学关系式 （一）状态方程式
1、Van der Waals系列方程
(1)VDW方程
a p 2 v b v
2 2 c
RgT
式中
RgTc 27 Rg T a ,b 64 pc 8 pc
童景山对范德瓦尔方程的分析
（2） RKS方程（以压缩因子的形式给出）
pv v b Z 4.93396 F (Tr ) RgT v b (v b) 2 1 0.5 1 m(1 Tr ) F (Tr ) Tr 式中 m 0.480 1.574 0.176 2
ω—偏心因子，是表示分子非球形程度的常量 RKS方程是精度较高的通用方程，即可以 用于气相也可用于液相。尤其是对于烃类物质具 有相当精确。
范德瓦尔方程虽然计算精度不是很高， 但以后许多成功的状态方程都是在此基础上 加以改进得到的。通常是将a改成T的函数。
我国童景山教授将这些状态方程式加以 分析、总结。给出一个共同的基本形式：
af (T ) p v b (v mb) (v nb)
当f(T)、m、n取不同值时，即可给出不同的状态 方程
2、中压中温制冷剂 冷凝压力pk（0.3~2MPa），Ts（0~-60℃） 如:R717、R12、R22等 这类制冷剂一般用于普通单级压缩和双 级压缩的活塞式制冷压缩机中。
3、高压低温制冷剂 冷凝压力pk ≥2MPa，Ts≤－60℃。
如:R13（CF3Cl）、R14（CF4）、二氧化
碳 、乙烷、乙烯等 这类制冷剂适用于复迭式制冷装臵的低温
一、制冷工质的选用原则 1、热力性质方面 （4）单位制冷量q0和单位容积制冷量qv较大。 （5）绝热指数要小，可以使压缩过程的耗功 量减少同时使压缩终了的温度较低。 2、传输性质方面
制冷技术原理与应用基础课件第2章 常用制冷工质及其性质
除了以上共性要求以外，不同型式的制冷系统和制冷压缩 机对制冷剂还有一些特定要求。例如，离心式压缩机要求使用 相对分子质量较大的制冷剂，以便提高级压比，减少级数；小 型制冷系统的制冷剂与润滑油应能相互溶解，以便利用回气夹 带回油来简化系统；要求全封闭和半封闭式制冷压缩机的制冷 剂电绝缘性能好等。
2.3.2 消耗臭氧物质对环境的破坏作用
CFC制冷剂，绝大部分都含有氯或溴。这类制冷剂热力性 能良好、毒性低或无毒、有数十年应用经验、技术成熟；但由 于其中含氯或溴，会给大气环境造成很大破坏。这类物质称为 消耗臭氧物质。
大气中的O3主要分布在平流层的中部，距地面25～40km处。 在自然平衡的条件下，大气中O3的生成速率与分解速率是平衡 的，O3的浓度主要与太阳活动及季节有关。其浓度每年秋季开 始下降，冬末春初浓度最低；每年春季开始上升，夏末秋初浓 度较高。
R290) 、 丁 烷
(CH3CH2CH2CH3 R600)以及异丁烷(CH(CH3)3 R600a)。
在不饱和碳氢化合物中，可用作制冷剂主要是烯烃，有乙
烯(CH2CH2 R1150)、丙烯(CH3CHCH2 R1270)等。此外，可 在制冷用隔热材料中用作发泡剂的是环戊烷(CH2)5)。
乙 醚 (C2H4OHC2H5 R610) 及 其 氟 代 物 (HFE) ， 例 如 (C4H3F7O)等是研究中的制冷剂，这类制冷剂目前还没有达到实 用阶段。
链 烷 烃 的 卤 族 元 素 衍 生 物 制 冷 剂 编 号 规 则 为 R(m1)(n+1)(x)B(z) ； 链 烯 烃 的 卤 族 元 素 衍 生 物 制 冷 剂 编 号 规 则 为 R1(m-1)(n+1)(x)B(z)；环烷烃的卤族元素衍生物制冷剂编号规则 为RC(m-1)(n+1)(x)B(z)；如制冷剂中无Br，则在编号中不出现 B(z)项；对于同分异构体，在后面加英文字母来区别。
制冷与低温技术原理PPT演示文稿
机的完善度；
（2）COP，EER， 的定义在实际上是不同的，具体应
用应该根据标准 ；
（3）性能还可用SEER来评价。
19
3.1 可逆制冷循环
• 逆卡诺制冷循环
C O P c Q 0 / W T L S / ( ( T H T L ) S ) 1 / ( T H / T L 1 )
逆卡诺循环的性能系数仅与TH和TL有关，与工质无关。
给定 T H , T L条件下具有的最好热力性能； （3）循环的热力性能仅与 T H , T L 和制冷剂有关。 • 作用：
27
3.3 单级压缩式制冷的实际循环
• 实际循环与理论循环的比较（热力过程）
28
3.3 单级压缩式制冷的实际循环
• 各种实际因素对循环的影响 （1）过冷度 （作用、获得方法）
吸收剂溶液的浓度越高， 制冷剂的分压力越低。
• 常用的吸收剂和制冷剂 对：溴化锂 – 水； 水–氨
• 使用的是热能；左边相 当于压缩机。
14
热电制冷
• 工作原理 物理定律
• 系统简图 • 通过并联或串联方式，
可以改变制冷温度和 制冷量。 • 没有制冷工质和循环。 • 能量转换效率低，常 用于特殊场合。
目的：环保、提高热力性能，增加运行安全性。 选择原则：在环保、热力性能大致相当情况下， 优先共沸、近共沸、共沸。 原因：泄露会造成成分改变。 一般非共沸制冷剂传热比较差。
41
3.4 制冷剂-----实用制冷剂
• 天然制冷剂环保最好，但是通常有些热力 性能和工作安全性的问题。氟利昂通常热 力性能好，价格贵，并注意环保问题。
比热容可查表或者用程序计算。
38
3.4 制冷剂-----性质
制冷与低温技术原理低温原理部分
环境影响
1 能源消耗
制冷设备需要大量的能源来维持低温环境， 导致能源消耗和环境污染。
2 制冷剂泄漏
制冷剂的泄漏会对大气造成破坏，加剧温室 效应，对全球气候变化做出贡献。
发展趋势
未来制冷与低温技术将更加注重能源效率和环保，采用更环保的制冷剂和高效的制冷设备来减少能源消耗和环 境影响。
总结和展望
制冷与低温技术在工业和生活中发挥着重要作用，未来的发展需要解决能源 消耗和环境污染等挑战，以创造更可持续的低温解决方案。
制冷与低温技术原理低温 原理部分
欢迎来到制冷与低温技术原理低温原理部分。本节将探讨制冷与低温技术的 定义、基本原理以及在工业和生活中的应用，以及其对环境的影响和未来发 展趋势。
定义和作用
制冷与低温技术专注于创造和维持低温环境，其作用不仅包括食品冷藏和保 鲜，还扩展到医疗、航天、化学和电子产业等各个领域。
基本原理
1 制冷剂循环
通过制冷剂在高温和低温环境中的循环流动，将热量从低温区域转移到高温区域。
2 蒸发冷却
通过将制冷剂蒸发来吸收热量，使环境变得更加凉爽。
3 压缩与膨胀
通过压缩制冷剂使其升温，然后通过膨胀使其降温，实现制冷效果。
工业应用
食品加工
低温技术用于食品冷冻、速冻、干燥和冷藏等 过程，以延长食品的保质期。
电子
低温条件下可以提高电子元件的性能和寿命。
功效。
化学工业
一些化学制程需要在低温下进行，以控制反应 速度和产率。
生活应用
1 家用冷藏冰柜
冷藏和冷冻食物，使其保持新鲜和可食用。
2 空调系统
利用制冷技术调节室内温度，提供舒适的居住环境。
3 冷饮店和冰淇淋店
制冷与低温技术原理复习提纲
“低温原理与装置”考试大纲（2016年12月）以下所列，均为考试要点：绪论1. 填空题(1).按照获取制冷的温度范围划分，K以上为普冷；~ K为深冷或称低温；K以下为极（超）低温。
2. 了解低温技术在现代工业、农业、科学研究、医学等等领域的广泛应用；3. 了解低温技术的发展简况（见课本第2页）。
第一章低温技术的热力学基础1..要求(1).熟练掌握范德瓦尔方程及其特性；(2).了解描述实际气体的其它二参数、多参数状态方程；(3).掌握对比态定律；(4).掌握热力学能、焓、熵的一般关系式的推导方法（焓、熵各有三个表达式）；(5).了解比热容的一般关系式；(6).掌握计算实际气体混合物热力性质的混合法则；(7).熟练掌握热动平衡的三个判据；(8).熟练掌握克拉贝隆-克劳修斯方程，了解其推导过程；(9).掌握饱和蒸汽压方程及其推导过程；(10).掌握一元物系的相平衡条件和三相平衡。
2. 名词解释临界参数、自发过程、化学势、三相点、第二章溶液热力学基础1. 要求(1).掌握溶解热、溶液的焓的计算式；(2).掌握四个吉布斯方程的推导过程；(3).熟练掌握溶液相平衡的条件、吉布斯相律的计算式；(4).熟练掌握理想溶液模型的三个特性；(5).熟练掌握拉乌尔定律及其在二元溶液中的应用（包括计算式）；(6).熟练掌握亨利定律（包括计算式）；(7).熟练掌握康诺瓦罗夫第一、第二定律；(8).熟练掌握二元溶液的气液相平衡p-x图和T-x图、了解h-ξ图；(9).熟练掌握二元溶液的混合过程、蒸发与冷凝过程及其在T-x图上的表示，熟练掌握杠杆规则，了解节流过程和吸收过程。
2. 名词解释二元溶液、多元溶液、溶解热（混合热）、h —x 图拉乌尔定律应用于实际溶液时的正偏差、负偏差共沸溶液、液固相平衡、共晶点3. 问答(1). 生成溶液的方法主要有哪几种？（见课本第45页）(2). 对于二元溶液的相平衡图(p -x 图、T -x 图和h -ξ 图)各有什么特征？(3). 在二元溶液的h -ξ 图的湿蒸气区中，当压力改变时，同一点所代表的热力状态是否改变？说明原因。
第二章 吸收制冷工质对热物理性质
注：但由于图上没有表示出比 焓的变化，因而不能用来进 行热力计算。进行溴化锂机 组的热力计算时，更常用的 是h—ξ图。
AB DC
（2）溴化锂h-ξ图
气
等温线
相
等压线
区
等浓度线
等焓线
液态区
液
汽态区
相
区
等压线 等焓线
等浓度线
等温线
纵座标是比焓h，横座标是溴
化锂溶液的质量分数ξ。
气
上半区为与溶液处于相平衡的 相
溶液中水的蒸气压力很低，比同温度下纯水的饱 和蒸气压力低很多，溶液有强烈的吸湿性；
密度比水大，比热容较小，粘度较大，表面张力 大；
溴化锂水溶液的热导率随溴化锂质量分数的增大 而降低，随温度升高而增大；
对黑色金属和紫铜等材料有强烈的腐蚀性，有空 气存在时 更为严重。
2.3.2 溴化锂溶液性能参数
溴化锂作吸收剂的优点：对人体和环境无害，溴化锂易溶于 水，具有很强的吸收水蒸汽的能力，沸点高达1265℃，产生 的蒸汽中无溴化锂成分，故溴冷机不需精馏装置。
溴化锂作吸收剂的缺点：对金属材料有腐蚀性，会出现结晶 现象。
2.3.1 溴化锂溶液一般特性
溴化锂的性质
溴化锂属盐类，有咸味，为无色、无毒粒状晶体；
例题 [例2-1]饱和溴化锂溶液的压力为7mmHg，温度为40
℃，求溶液及其液面上水蒸汽各状态参数。
[ 例 2-2] 某 一 稳 定 状 态 下 的 溴 化 锂 溶 液 ， 压 力 PA=5.8mmHg，温度42℃，求浓度和焓值。(A点)
[ 例 2-3] 将 A 点 状 态 的 溴 化 锂 溶 液 等 浓 度 加 热 ， 求 在 71.9mmHg时的饱和溶液的温度和焓值以及所加入 的热量。(B点)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ts = Ts(ps, z) vs=(1-x)vs’+ xvs”
p
n
n"
n
" i
i 1
n
n ' ni' i 1
s
Triple-phase
Nf = 2 + 1 - 3 = 0 (Tf ,pf, vf)
Nf = 2 + 2 - 3 = 1 Tf = Tf(z)
Raoult 定律： 在给定温度下，液体溶液液面上的气体溶 液某个组分的分压，等于该组分呈纯净状态并在同一温度 下的饱和蒸气压力与该组分在溶液中的摩尔分数的乘积。
pi pi0 xi
x→1
p p10x1 p20 x2 p10 ( 1 x2 ) p20 x2
pi yi p
p y1 p y2 p
p1 x1 p10 p2 x2 p20 p1 y1 p
p2 y2 p
T Bb
y1 x1
y2 x2
x
2/22/2021
y2 x2
B
Bd
zy
18
2.4.3 Ideal solution and real solution 三、理想溶液与实际溶液 The principle of rectification 精馏原理
D Superheated vapor
x
z
y
10
2.4.2 Phase equilibrium of mixture 二、混合物相平衡 2.4.2.5 Phase equilibrium charts (x-y) 5、x-y 相图
Superheated vapor D
Wet vapor
Dew point C (p, Td)
Bubble point
O
Subcooled liquid
x
zy
2/22/2021
9
2.4.2 Phase equilibrium of mixture 二、混合物相平衡 2.4.2.4 Phase equilibrium charts (p-z) 4、p-z 相图
Superheated vapor D
Wet vapor
C (p, Td)
B
Bd
Bb
A(p, Tb)
Bubble point
(p, Tb) A
Bubble point
O
Subcooled liquid
s
x
zy
2/22/2021
n
n"
n
" i
i 1
n
n '
n
' i
i 1
8
2.4.2 Phase equilibrium of mixture 二、混合物相平衡 2.4.2.3 Phase equilibrium charts (T-z) 3、T-z 相图
pi=Hi xi
x→0
n
n "
n
" i
i 1
n
n '
n
' i
i 1
pi pi0 xi
x→1
2/22/2021
15
2.4.3 Ideal solution and real solution 三、理想溶液与实际溶液 2.4.3.3 Ideal solution and perfect solution 3. 理想溶液和完美溶液
2/22/2021
7
2.4.2 Phase equilibrium of mixture 二、混合物相平衡 2.4.2.3 Phase equilibrium charts (T-z) 3、T-z 相图
T
Superheated vapor
p
D
Dew point C (p, Td)
T
Dew point
Nf＝Nc－Np ＋ 2
Single-phase
Pure Nf = 2 + 1 – 1 = 2
substance
v = v(p,T)
T p
s
Two-phase Nf = 2 + 1- 2 = 1 Ts = Ts(p); vs= vs(p) vx= (1-x)vs’＋xvs”
2/22/2021
n
n"
Solvent + Solute 溶剂＋溶质
2/22/2021
3
2.4.1 Basic conceptions
一、基本概念
Component 组元（组成）
Concentration 分数（浓度）
NH3 H2O
Composition 成分
n
n"
n
" i
i 1
n
n '
n
' i
i 1
Mole fraction 摩尔分数
2/22/2021
12
Homework_9
9. Please try to derive the expression of dryness fraction of
binary mixtures.
2/22/2021
13
2.4.3 Ideal solution and real solution 三、理想溶液与实际溶液 2.4.3.1 Raoult law (1887) 1. 拉乌尔定律
Positive deviatio
n
n
n "
n
" i
i 1
n
n '
n
' i
i 1
y2 x2
Negative deviatio
n
2/22/2021
17
2.4.3 Ideal solution and real solution 三、理想溶液与实际溶液 Konovalov law (1st) 康诺瓦罗夫第一定律
n
n"
n
" i
i 1
n
n '
n
' i
i 1
n" n'
l1 l2
杠杆原理
Xm
n" n
1
Xm
n' n
z X m y (1 X m )x
Xm
zx yx
l1 l1 l2
Superheated vapor D
Dew pointFra bibliotekWet vapor
C (p, Td)
T Bb
B l1
Bd l2
(p, Tb) A
Mass percent 质量分数
xi
ni' n'
yi
ni" n"
zi
ni n
n n' n"
xi
1
i / Mi 2 ...
n
M1 M2
Mn
i
x1M 1
xi M i x2 M 2 ...
xnM n
2/22/2021
4
2.4.2 Phase equilibrium of mixture 二、混合物相平衡 2.4.2.1 Phase equilibrium equations 1、相平衡方程
2/22/2021
16
2.4.3 Ideal solution and real solution 三、理想溶液与实际溶液 2.4.3.4 Real solution （Little deviation） 4. 实际溶液（偏差不大）
Konovalov 第一定律：如果不同蒸气压的两种 纯液体在给定温度下混合成二元溶液，则气相中 的摩尔分数和液相中的摩尔分数并不相同。对较 高蒸气压的组分，其在气相中的摩尔分数大于它 在液相中的摩尔分数。
y
T Bb
B l1
Bd l2
(p, Tb) A
Bubble point
O
Subcooled liquid
x
zy
2/22/2021
x 11
2.4.2 Phase equilibrium of mixture 二、混合物相平衡 2.4.2.6 Phase equilibrium charts (h-ω or H-x) 6、焓-浓度 相图
Single-phase
Pure Nf = 2 + 1 – 1 = 2
substance
v = v(p,T)
Binary Nf = 2 + 2 – 1 = 3
mixture
v = v(p,T,z)
T p
s
Two-phase
Nf = 2 + 1- 2 = 1 Ts = Ts(p); vs= vs(p)
Dew point
Wet vapor
C (p, Td)
T
B
Bd
p
Bb
l1
l2
(p, Tb) A
Bubble point
O
Subcooled liquid
x
zy
2/22/2021
Subcooled liquid O
Bubble point (pb, T) A
Bb
l1
B Wet vapor
l2 Bd
C (pd, T) Dew point
pi=Hi xi
pi pi0 xi
理想溶液： 混合成溶液时无热效应， 也无容积变化的溶液。
完美溶液： 每一组元在整个浓度范 围内都符合Roult定律或 Henry 定律。 (Hi=pi0）