制冷与低温技术

一、填空题(56分)
1、
蒸汽压缩式制冷系统的四个主要部件是（______）（______）（______）（______）
学生答案：
压缩机##冷凝器##蒸发器##节流装置
2、
环境温度升高则冷凝温度（______），冷凝压力（______），从而使压缩机工作压比（______），比功耗（______）
学生答案：
升高##升高##增大##增大
3、
在蒸汽压缩式制冷循环的吸气管路中，如果过热发生在蒸发器后部，或冷却空间的管路上，则称为（______）过热；如果过热发生在冷却空间以外，则称为（______）过热。

对有效过热，吸气过热使制冷量（______），同时也使功耗（______）
有效##有害##增加##增加
与理论循环相比，实际蒸汽压缩式制冷循环的冷凝器中存在换热温差，因而冷凝温度比环境温度（______），冷凝压力比理论循环高（______），制冷系数（______），循环效率（______）学生答案：
高##高##下降##下降########
4、
气体分离常用的四种基本方法是（______）（______）（______）（______）
学生答案：
低温液化分离##吸收法分离##吸附法分离##膜分离
5、
气体液化的理论最小功是按（______）（______）两个过程进行计算的，其大小取决于环境温度和初始状态点、液化状态点的（______）和（______）。

学生答案：
等温压缩##等熵膨胀##焾##熵
6、
环境温度降低则冷凝温度（______），冷凝压力（______），从而使压缩机工作压比（______），比功耗（______）
学生答案：
降低##降低##减小##减小
7、
在计算气体液化的理论最小功时，除了环境温度，还需要知道（______）（______）（______）和（______）共四个热力参数
学生答案：
初始状态点的焓##初始状态点的熵##液化状态点的焓##液化状态点的熵
8、
有害过热会使制冷量（______），使功耗（______），制冷系数（______），循环效率（______）。

学生答案：
不变##增加##降低##降低
9、
17、
因为有刺激性气味，所以不能用在家用冰箱中，但可以用在工业冷库中学生答案：
27、
空气的最大转化温度低于学生答案：
甲烷的沸点比氮气高
学生答案：
正确
30、
最后一种被液化的气体是氦气
学生答案：
正确
31、
对蒸汽压缩式制冷循环来说，吸气过热会使制冷量会减少
学生答案：
错误
32、
逆卡诺循环是由两个等温过程与两个等熵过程组成的
学生答案：
正确
33、
基于热力学原理，要获得低于常温的冷量就必须通过向系统作功等方式进行补偿学生答案：
正确
34、
冰箱采用的制冷方法属于相变制冷
学生答案：
正确
35、
当制冷温度升高时，蒸汽压缩式制冷装置的蒸发温度会下降
学生答案：
错误
36、
当制冷温度升高时，蒸汽压缩式制冷系统的制冷系数会增加
学生答案：
正确
37、
当制冷温度下降时，压缩机吸入的制冷剂密度下降
学生答案：
错误
38、
吸附从机理上可以分为物理吸附和化学吸附
学生答案：
正确
39、
理论蒸气压缩制冷循环中，蒸发器内进行的是等温吸热过程
学生答案：
正确
当环境温度升高时，蒸汽压缩式制冷装置的冷凝温度会降低学生答案：
错误
41、
理想气体等焓节流后只会产生冷效应
学生答案：
错误
42、
高温制冷剂对应的是高压制冷剂
学生答案：
错误
43、
理想气体等熵膨胀后温度不变
学生答案：
错误
44、
实际制冷循环中，压缩机工作的压比反而比理想循环小
学生答案：
错误
45、
R12和R11对臭氧层都有较大的破坏
学生答案：
正确
46、
水可以用作制冷剂
学生答案：
正确
47、
气体液化的理论最小功是基于逆卡诺循环计算出来的
学生答案：
错误
48、
普冷也称为冷冻，低温也称为深冷
学生答案：
正确
49、
空气的最大转化温度高于0℃
学生答案：
正确
50、
在天然气液化工艺中，级联式工艺通常采用3级循环相互复叠学生答案：
正确
饱和液体线和饱和蒸汽线相交于临界点
学生答案：
正确
52、
其它条件不变，原料天然气压力越高，其液化的理论最小功越大
学生答案：
错误
53、
零效应点的连线称为转化曲线
学生答案：
正确
54、
临界温度高于环境温度的气体，可以只增加压力使之液化
学生答案：
正确
55、
单位气体的压缩功通常比单位气体的液化功大
学生答案：
错误
56、
其它条件不变，原料天然气温度越高，其液化的理论最小功越大
学生答案：
正确
57、
轻烃回收可以采用冷凝法、油吸收法和固定床吸附法
学生答案：
正确
58、
在复叠式制冷循环中，低沸点工质适于应用在高温级的循环
学生答案：
错误
三、简答题(90分)
59、
级联式液化工艺的工作原理和特点是什么？
学生答案：
级联式液化工艺是指分别以丙烷、乙烯和甲烷为冷剂，依次制冷，逐级获得可以使天然气液化的低温冷量。

级联式液化工艺流程复杂，工艺设备多，因而投资也高。

但是其制冷原理简单，技术成熟且能耗低，操作运行工作量较大但并不复杂
60、
请叙述简单林德循环的工作过程和优缺点？
学生答案：
在简单林德循环中气体首先被等温压缩，然后在换热器内被返流气体等压冷却到节流前温度，然后经J-T阀节流降温进入气液两相区，并进行气液分离，所到的液体作为产品输出，
未液化的气体温度仍很低，返流回换热器提供冷量。

一次节流林德循环避免了直接液化压力和压比过高难以实现的问题，流程简单，但液化效率和能量利用效率很低
61、
试对比共沸混合制冷剂和非共沸混合制冷剂在气——液态相变过程中的区别有哪些？
学生答案：
共沸混合制冷剂的相变过程与纯工质的相变过程有相同的特征，而非共沸混合制冷剂的相变过程与纯工质有不一样的特点。

共沸混合制冷剂的相变过程是在恒定的温度下进行的，而非共沸混合制冷剂的相变是一个变温过程，相变温度在泡点和露点之间变化。

共沸混合制冷剂在相变过程中气、液相冷剂的组分相同，而且保持不变，而非共沸混合制冷剂在汽化时低沸点组分优先汽化，而凝结过程中高沸点组分优先凝结，因而气液相冷剂的组分是不同的，而且冷剂的组分在相变过程中也一直在变化。

62、
什么ODP和GWP？
学生答案：
ODP指Ozone Depletion Potential，即臭氧衰减指数，是以R11为基准考察物质的气体逸散到大气中对臭氧层破坏的潜在影响程度。

GWP指Global Warming Potential，即温室指数，是以CO2为基准考察物质的气逸散到大气中对大气变暖的直接潜在影响程度。

63、
请叙述带预冷的林德循环的工作过程？
学生答案：
在带预冷的林德循环中气体首先被等温压缩，然后经过第一个换热器与返流气体换热被等压冷却，之后经过预冷换热器与预冷装置提供的冷量进行换热，并被冷却到预冷装置提供的制冷温度，再经过第三个换热器被返流气体进一步等压冷却到节流前的低温温度下，之后经J-T阀节流降温进入气液两相区，并进行气液分离，所到的液体作为产品输出，未液化的气体温度仍很低，返流回到第1个和第3个换热器提供冷量
64、
混合制冷剂液化工艺的工作原理和特点是什么？
学生答案：
混合制冷剂液化工艺即Mixed Refrigerant Cycle工艺，简称为MRC工艺，是以C1~C5及N2中的几种组分的混合物为冷剂，通过使混合制冷剂逐级分离或一次蒸发，使获得冷量与液化所需冷量在温位上匹配，从而降低能耗的一种液化工艺。

混合制冷剂工艺流程较简单，工艺设备较少，因而投资较低，同时效率高，能耗低，运行成本低。

但这一工艺操作运行较为复杂，技术要求相对较高，是目前主流的工艺技术。

65、
请简述克劳德循环的工作过程？
学生答案：
在克劳德循环循环中气体首先被等温压缩，进入第1个换热器内被返流气体等压冷却后分成两部分，一部分气体进入膨胀机等熵膨胀温度降低获到冷量，另一部分气体在第2个换热器中利用第一部分气体等熵膨胀的冷量进行冷却，再进入第3个换热器利用返流气体的冷量进一步冷却，然后经J-T阀节流降温进入气液两相区，并进行气液分离，所到的液体作为产品输出，未液化的气体温度仍很低，返流回第1个和第3个换热器提供冷量。

66、
膨胀机制冷液化工艺的工作原理和特点是什么？
学生答案：
膨胀机液化工艺是采用膨胀机作为制冷元件，利用膨胀机中的等熵膨胀过程高效获得冷量的一种液化工艺，一般会同时采用J-T阀和膨胀机两种元件制冷。

膨胀机工艺流程简单，设备少，操作运行快捷方便，启动快，但是能耗较高，并减弱了其投资上的优势。

67、
什么是焦耳-汤姆逊效应？
学生答案：
制冷工质绝热经过狭窄的通道后，例如小孔，毛细管，多孔塞，阀门等，压力明显下降，温度一般会发生变化，这一现象称为焦耳-汤姆逊效应，简称J-T效应。