工程中,为什么不采用压缩空气制冷循环

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提高工业过程中的压缩空气利用效率

提高工业过程中的压缩空气利用效率1. 介绍压缩空气在工业生产中的重要性压缩空气是工业生产中不可或缺的能源之一，广泛应用于气动工具、生产线设备、喷漆、气动传输系统等多个领域。

而由于压缩空气的能量密度高、易存储、方便传输等特点，因此其在工业过程中的使用越来越普遍。

2. 压缩空气利用效率低的原因分析尽管压缩空气在工业生产中应用广泛，但目前许多企业在利用压缩空气时存在较大的浪费现象。

主要原因包括设备老化、设计不合理、操作不当、维护不及时等因素导致的能源浪费和效率低下。

3. 设备更新换代与提高效率首先，企业应考虑对老化设备进行更新换代，选择具有高效、节能、可靠性好的新型压缩空气设备。

新的设备具有更高的能效比和更低的维护成本，能够有效提高压缩空气利用效率。

4. 设备设计与运行优化另外，在选择新设备的同时，企业还应对设备的设计和运行进行优化。

通过对整个压缩空气系统进行综合分析，找出存在的问题和改进的空间，在设计和运行方面进行调整和改进，优化整个系统的能效。

5. 定期维护与管理除了设备更新和优化外，定期维护和管理也是提高压缩空气利用效率的关键。

只有确保设备处于最佳状态，才能确保压缩空气系统的正常运行，并减少能源浪费。

6. 合理使用压缩空气在日常生产中，企业还应注意合理使用压缩空气，避免不必要的浪费。

可以通过控制压缩空气的流量、压力和使用时间等方式，精确匹配生产需求，减少不必要的能源消耗。

7. 定期监测与评估最后，企业应建立完善的压缩空气利用效率监测与评估机制，定期对压缩空气系统进行检查和评估，及时发现和解决问题，持续改进压缩空气利用效率。

8. 结语在当今节能环保的大环境下，提高工业过程中的压缩空气利用效率已经成为企业不可忽视的任务。

通过设备更新换代、设备设计与运行优化、定期维护与管理、合理使用压缩空气以及定期监测与评估等一系列措施，企业可以实现对压缩空气的有效管理，降低能源消耗，提高生产效率，实现可持续发展。

工程热力学研究生考试基本分析题

第一章1，状态参数① 压力p ，温度T 和体积V —— 基本状态参数（强度量） ② 热力学能（内能）U ，焓H 和熵S —— 广延量状态参数 2，准平衡过程是无限接近平衡的过程1，简述热力学状态参数的概念，并列举出热力学中常用的状态参数和过程参数。

2，什么是湿空气的绝对湿度和相对湿度？3，水蒸气性质的“一点二线三个区域五个状态”指的是什么？它是否具有普遍意义？4，压缩空气制冷循环中为什么不用节流阀代替膨胀机？ 5，蒸汽动力循环再热的目的是什么？画T-S 图加以说明6，什么是卡诺循环（在T-S 图上画出并用文字说明）？如何求其热效率？7，焓的定义是为H=8，对于入口形状为亚声速的气流，应选用__________形状的扩压管9，热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？分别写出其中其数学表达式各两个。

10，准静态过程和可逆过程的联系和区别。

11，下列计算式的适用条件是什么？p h c T ∆=∆ q dh vdp δ=-q u w =∆+ q u w δδδ=+q u pdv δδ=+ ()q du d pv δ=+()q dh d pv δ=- 12，什么是滞止温度？13，什么是熵增原理，它有何意义？14，什么是压气机容积效率？15，平衡状态和均匀状态有何异同？16，状态参数和过程量有何不同？常用的状态参数中哪些是可以直接测量的，哪些又是不可以直接测量的?17，燃气在轮机动力循环中，一般采取什么措施提高热效率？（至少描述其中三个措施）18，汽油机的热效率为什么一般比柴油机低?19，试写出技术功的表达式，说明技术功与膨胀功、流动功及轴功的关系20，什么叫定熵滞止参数？在定熵流动过程中，管道各截面上的滞止参数是否都相同？21，实际工质绝热节流前后状态参数如何变化？22，理想气体经绝热节流后，其温度、压力、热力学能、焓、熵如何变化？23，画出朗肯循环的T-S 图，并通过图说明蒸汽初、终参数对循环热效率的影响？24，在给定的定熵流动过程中，流动截面中每个截面的滞止参数是否都相等？为什么？25，什么是活塞式压气机的定温效率？26，蒸汽动力循环采用再热的目的是什么？画T-S 图加以说明 27，冬季若室内温度保持在20℃，室外温度为 -10℃，用热泵供暖其性能系数理论上最大可达多少？28，什么是热力系统？29，膨胀功和技术功的不同之处是什么？30，焓的定义？焓代表的物理意义?31，比较任意多热源间可逆循环与卡诺循环的特点及经济性（以两者的最高和最低温度为准）？32，叙述孤立系统的熵增原理？33，写出水工质气化潜热的定义。

工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题

校内本科班工程热力学复习题答案整理（判断题和简答题部分）一、判断正误，并解释原因（5 题，4 分每题）1、热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。

答：错误。

因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。

详见P162、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其相互间的碰撞是弹性的。

答：错误。

理想气体是些弹性的、不具体积的质点，存在质量。

3、从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略，则这种气体就可以视为理想气体。

高空大气层内气体十分稀薄，满足上述要求，故可以视为理想气体，可用经典热力学知识处理有关问题。

答：正确。

详见P61-P62pv=常数”来描述其过程特点。

4、理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“n答：错误。

只有当npv中的n为常数时才可以用来描述。

正确。

当考察的过程时微元过程时。

5、如果从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个过程，则可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。

答：错误。

因为熵是状态函数，对于同一初始状态和同一终态的两个过程，其熵变相同。

6、根据热力学第二定律，自然界不可能有熵产为负的过程发生，所有自发过程都会导致能量品质的降低。

答：正确。

所有自发过程都是不可逆过程，而不可逆过程会导致作功能力损失，使能量的品质降低。

7、水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。

答：错误。

此过程吸收的热量等于蒸汽分子内位能增加和对外所做的膨胀功。

详见P80 8、水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数。

答：正确。

详见P829、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

答：错误。

处在三相状态下的水由于存在着汽化潜热，则升高相同的温度所需热量更多，即比热容要大于临界状态下的相应值。

正确。

对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

10、对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。

工程热力学思考题答案

工程热力学思考题及答案第一章基本概念1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？答：不一定。

稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。

2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。

对不对，为什么？答：这种说法是不对的。

工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。

但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。

3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。

稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是它们的本质区别。

平衡状态并非稳定状态之必要条件。

物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。

平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。

4.假如容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p = p b+p e(p >p b)，p v=p b−p (p b<p)中，当地大气压是否必定是环境大气压？答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。

当地大气压不一定是环境大气压。

环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。

5.温度计测温的基本原理是什么？答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。

6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。

由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。

7.促使系统状态变化的原因是什么？答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。

8.(1)将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。

建筑制冷方案的选择

建筑制冷方案的选择建筑制冷是指通过不同的方法和设备，将建筑物内部的温度降低到舒适的水平。

选择适合的建筑制冷方案对于提供宜居环境、节约能源和保护环境至关重要。

在选择建筑制冷方案时，需要考虑多个因素，包括建筑物的设计、气候条件、能源利用效率和成本等。

以下是几种常见的建筑制冷方案及其特点。

1. 空调系统：空调系统是最常见的建筑制冷方案之一。

它通过利用制冷剂的循环和压缩，将热量从室内传递到室外空气中，从而降低室内温度。

空调系统有中央空调和分体空调两种类型。

中央空调适用于大型建筑物，可以同时为多个区域提供制冷效果，而分体空调适用于小型建筑或单个房间。

空调系统具有成熟的技术和广泛的应用，但其能源消耗较高，需要定期维护和清洁。

2. 蓄冰系统：蓄冰系统利用夜间电力低谷时段，将室内的冷量储存到冰块中，然后在白天高峰时段释放，以减少对电力网的负荷。

蓄冰系统维持室内温度稳定，节约能源。

但它的安装和维护成本较高，需要有足够的储冰空间，并且在能源供应不稳定的地区可能不适用。

3. 天然通风：天然通风是一种利用室内外自然气流差异实现空气流动和降温的方式。

通过设计适当的建筑结构和开窗位置，可以促进室内空气的流通和排放热气。

天然通风不需要额外的能源消耗，但其效果受到气候条件和建筑物布局的限制，可能在炎热潮湿的气候下效果不佳。

4. 地源热泵系统：地源热泵系统利用地下的恒定温度来实现制冷效果。

通过地下水或土壤中的热能，地源热泵系统可以提供稳定的室内温度。

它的能源效率高，并且对环境友好，但需要适当的地下空间和设备安装，成本较高。

在选择建筑制冷方案时，需要综合考虑以上几种方案的特点和适用条件。

可以根据建筑物的规模、用途、预算和气候条件等因素来确定最合适的方案。

同时，应考虑节能减排和环境保护的要求，选择能源效率高、对环境影响小的方案。

在实施阶段，还需要进行定期维护和监测，以确保制冷系统的正常运行和节能效果的实现。

冷风替代压缩空气在高炉渣处理系统中的应用

冷风替代压缩空气在高炉渣处理系统中的应用摘要：山钢集团银山型钢炼铁厂1#1880m3高炉图拉法系统中，气力提升机提渣使用大量压缩空气，电耗高的同时给我厂8公斤压缩空气管网平稳运行造成较大影响，为此我们进行了工艺改造，使用高炉冷风替代压缩空气。

通过使用过程中的进一步优化调整，取得较好的应用效果。

关键词：高炉图拉法气力提升机冷风压缩空气1 引言在高炉渣处理生产工艺中，水冲渣工艺占据95%以上的产能，其中图拉法工艺因其设备简单、设备占地面积小，在许多钢厂中得到应用。

山钢集团银山型钢炼铁厂2座1880高炉使用图拉法工艺生产高炉水渣，脱水器转鼓筛网无法分离的水渣，在沉淀池内沉淀后用气力提升机抽出，设备运行中筛网的反吹、气力提升机的工作都要使用压缩空气，对压缩空气使用需求大，给压缩空气管网平稳运行造成较大压力。

1880高炉鼓风用冷风气源压力在4公斤左右，为了精确调节高炉鼓风量，经常放散一部分冷风。

根据图拉法系统运行经验，高炉冷风的压力可以满足使用需求。

2 存在问题我厂8公斤压缩空气管网运行，气源来自空压站5台320千瓦螺杆式空压机。

夏季随着气温升高、空气湿度增大，空压机实际产气能力由冬季的50标立每分钟下降到43标立左右。

而我厂2座1880高炉图拉法系统，使用的气力提升机是高炉投产后的改造项目，每台用气量大约在25标立每分钟，2座高炉5套气力提升机，平均用气量在110标立每分钟，而空压站设计时未能提前考虑到这部分用气需求。

为同时满足高炉11套除尘系统反吹用气需求，冬季开4台空压机可以基本满足用气需求，但进入夏季后随着空压机产气能力降低，5台机组均需要全部开机运行，空压站冷却水系统工作负荷大，水温持续偏高，即便如此经常因为图拉法用气量的突然增大，导致8公斤压缩空气管网压力降低，经常造成除尘系统布袋糊堵，造成除尘器风机工作符合增大，现场除尘效果变差。

因此从节约动力能源以及提高压缩空气管网运行稳定性的目的出发，2016年初我们提出了使用高炉冷风替代压缩空气的改造方案，经研讨确认方案可行，决定尽快实施改造。

工程热力学习题及答案

题目类型一、填空题二、简答题三、分析推理题四、证明题五、说明题六、计算题一、填空题（共30分，每空1分）1、可逆过程是准静态过程的充分条件。

2、系统与外界既无能量交换又无质量交换的系统叫做孤立系统。

3、如大气压力为0.1MPa，则容器内真空度的最大值为0.1 MPa。

4、处于平衡状态的系统，其内部不存在势差。

5、膨胀功、技术功以及系统进出口的流动功四者的关系式为w t+p2v2=w+p1v16、制冷系数的取值范围是（0，+∞）。

7、范德瓦尔方程提出的基本观点为：实际气体分子本身占有体积，实际气体分子间存在吸引力。

8、压缩因子的定义是实际气体的比热与按理想气体求得的比热的比值。

9、定容过程加给系统的热量用于提高系统的内能；定压过程加给系统的热量用于提高系统的焓。

10、理想气体的真实比热不仅与气体的种类有关，还与气体的温度有关。

11、气体总压力与分压力之间遵循道尔顿定律；总容积与分容积之间遵循阿密盖特定律。

12、闭口系统的特点是控制质量；开口系统的特点是控制体积。

13、理想气体绝热节流前后，熵增大，温度不变。

14、活塞式压缩机的余隙对排气量有影响；对单位压缩轴功无影响。

15、在卡诺循环中，对热效率影响较大的是低温热源的温度。

16、凝华现象只有在物质的三相点压力以下才可能发生。

17、热力学第二定律的数学表达式为ds iso≥0 。

18、喷水蒸气加湿的过程为等温加湿过程，喷水加湿的过程为等焓加湿过程。

19、如1 kg湿空气中含有0.5kg水蒸气，则这种湿空气的含湿量为1000g/kg（a）。

20、获得超音速气流的两个条件是βb≤βc和采用渐缩渐扩喷管。

21、相对于蒸气压缩制冷而言，空气压缩制冷的缺点是制冷系数小；和单位工致的制冷量小。

22.在等熵流动中，由亚音速气流加速为超音速气流的过程中，以下参数是如何变化（增大、减小）：温度减小、比容增大、音速减小。

二、简答题：（共20分，每小题5分）１、简述背压式热电循环的原理，说明其意义。

工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题

工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题校内本科班工程热力学复习题答案整理（判断题和简答题部分）一、判断正误，并解释原因（5 题，4 分每题）1、热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。

答：错误。

因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。

详见P162、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其相互间的碰撞是弹性的。

答：错误。

理想气体是些弹性的、不具体积的质点，存在质量。

3、从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略，则这种气体就可以视为理想气体。

高空大气层内气体十分稀薄，满足上述要求，故可以视为理想气体，可用经典热力学知识处理有关问题。

答：正确。

详见P61-P624、理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“n pv=常数”来描述其过程特点。

答：错误。

只有当n pv中的n为常数时才可以用来描述。

正确。

当考察的过程时微元过程时。

容要大于临界状态下的相应值。

正确。

对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

10、对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。

答：错误。

当背压下降至临界压力P时，流量达cr最大。

若背压再下降，则流量保持不变。

11、如果气体能够在活塞式压气机的气缸内实现定温压缩，则没必要采用分级压缩了。

答：错误。

分级压缩主要是为了减小余隙容积对产气量的影响；可以通过中间冷却的方式实现降温。

所以仍需要分级压缩。

详见P27412、气体压缩时采用分级压缩后对压缩气体的生产量没有影响。

答：错误。

因为分级压缩可以提高容积效率，即可以提高压缩气体的生产量。

13、压缩蒸汽制冷循环中，由于制冷剂流过节流阀后其焓和熵都会增大，所以会使制冷系数和制冷能力下降，因此最好用膨胀机代替之。

答：错误。

制冷剂流过节流阀后其焓保持不变。

不应用膨胀机压缩，目的是简化装置和提高装置运行的可靠性。

详见P35414、根据对应态原理，两个对比态参数对应相等的物质就是热力学相似物质。

工程热力学思考题答案,第十一章

第十一章制冷循环1、家用冰箱的使用说明书上指出,冰箱应放置在通风处,并距墙壁适当距离,以及不要把冰箱温度设置过低,为什么？答:为了维持冰箱的低温,需要将热量不断地传输到高温热源(环境大气),如果冰箱传输到环境大气中的热量不能及时散去,会使高温热源温度升高,从而使制冷系数降低,所以为了维持较低的稳定的高温热源温度,应将冰箱放置在通风处,并距墙壁适当距离。

在一定环境温度下,冷库温度愈低,制冷系数愈小,因此为取得良好的经济效益,没有必要把冷库的温度定的超乎需要的低。

2、为什么压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环？答:由于空气定温加热与定温放热不易实现,故不能按逆向卡诺循环运行。

在压缩空气制冷循环中,用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程。

3、压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀机,压缩空气制冷循环就是否也可以采用这种方法？为什么？答:压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机。

工质在节流阀中的过程就是不可逆绝热过程,不可逆绝热节流熵增大,所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。

而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中,因为工质的干度很小,所以能得到的膨胀功也极小。

而增加一台膨胀机,既增加了系统的投资,又降低了系统工作的可靠性。

因此,为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流。

4、压缩空气制冷循环的制冷系数、循环压缩比、循环制冷量三者之间的关系如何？答:压缩空气制冷循环的制冷系数为:()()142314-----o o net k o q q h h w q q h h h h ε===(a) (b) 压缩空气制冷循环状态参数图空气视为理想气体,且比热容为定值,则:()()142314T T T T T T ε-=--- 循环压缩比为:21p p π=过程1-2与3-4都就是定熵过程,因而有:1322114k k T T P T P T -⎛⎫== ⎪⎝⎭ 代入制冷系数表达式可得:111k k επ-=- 由此式可知,制冷系数与增压比有关。

提高工业过程中的压缩空气利用效率

提高工业过程中的压缩空气利用效率对于工业生产起着至关重要的作用。

随着工业化进程的不断加速，对于压缩空气的需求也越来越大。

而如何有效地利用压缩空气，提高其利用效率，已经成为工业生产中亟待解决的问题。

本文将从压缩空气的基本概念入手，探讨现有的压缩空气利用技术，并提出一些建议，以期提高工业过程中的压缩空气利用效率。

一、压缩空气的基本概念压缩空气是指通过压缩机将环境空气进行压缩，形成高压气体的过程。

在工业生产中，压缩空气被广泛应用于各类机械设备、气动工具、涂装设备等。

压缩空气的主要组成是氧气和氮气，其在工业生产中扮演着重要的角色。

二、压缩空气利用技术的现状目前，工业生产中常用的压缩空气利用技术主要有正逆循环压缩、螺杆压缩和离心压缩等。

这些技术各有优劣，但在实际应用中存在一些问题，比如能效低下、噪音大、维护成本高等。

因此，急需研究新的压缩空气利用技术，提高其利用效率。

三、提高工业过程中的压缩空气利用效率技术研究1. 利用节能型压缩机节能型压缩机是提高压缩空气利用效率的重要途径。

采用高效节能的压缩机可以有效降低能耗和运行成本，提高生产效率。

因此，在选择压缩机时应尽可能选用节能型压缩机，并定期进行维护，以确保其正常运行。

2. 循环利用废热在压缩空气的生产过程中会产生大量废热，如果能够合理利用这些废热，将有助于提高压缩空气利用效率。

可以考虑通过换热器、蒸汽回收等方式，将废热转化为能源，用于加热水、提供热能等，从而减少能源浪费，提高能源利用效率。

3. 维护和管理压缩空气系统压缩空气系统的维护和管理对于提高其利用效率至关重要。

定期检查压缩机的运行状态、清洗过滤器、保持管道畅通等都可以有效减少能源浪费。

同时，建立科学的压缩空气系统管理制度，对设备进行定期维护和检修，可以确保其长期稳定运行，提高利用效率。

4. 采用智能控制系统随着信息技术的飞速发展，智能控制系统已经成为提高压缩空气利用效率的重要手段。

通过智能控制系统可以实现对压缩空气系统的实时监控和远程控制，快速发现问题并及时处理。

工程热力学思考题答案,第十一章

第十一章制冷循环1.家用冰箱的使用说明书上指出,冰箱应放置在通风处,并距墙壁适当距离,以及不要把冰箱温度设置过低,为什么答：为了维持冰箱的低温,需要将热量不断地传输到高温热源环境大气,如果冰箱传输到环境大气中的热量不能及时散去,会使高温热源温度升高,从而使制冷系数降低,所以为了维持较低的稳定的高温热源温度,应将冰箱放置在通风处,并距墙壁适当距离.在一定环境温度下,冷库温度愈低,制冷系数愈小,因此为取得良好的经济效益,没有必要把冷库的温度定的超乎需要的低.2.为什么压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环答：由于空气定温加热和定温放热不易实现,故不能按逆向卡诺循环运行.在压缩空气制冷循环中,用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程.3.压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀机,压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法为什么答：压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机.工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程,不可逆绝热节流熵增大,所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量.而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中,因为工质的干度很小,所以能得到的膨胀功也极小.而增加一台膨胀机,既增加了系统的投资,又降低了系统工作的可靠性.因此,为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流.4.压缩空气制冷循环的制冷系数、循环压缩比、循环制冷量三者之间的关系如何答：压缩空气制冷循环的制冷系数为：()()142314-----o o net k o q q h h w q q h h h h ε=== 空气视为理想气体,且比热容为定值,则：()()142314T T T T T T ε-=---循环压缩比为：21p p π=过程1-2和3-4都是定熵过程,因而有：1322114k kT T P T P T -⎛⎫==⎪⎝⎭ 代入制冷系数表达式可得：111k kεπ-=-由此式可知,制冷系数与增压比有关.循环压缩比愈小,制冷系数愈大,但是循环压缩比减小会导致膨胀温差变小从而使循环制冷量减小,如图b 中循环1-7-8-9-1的循环压缩比较循环1-2-3-4-1的小,其制冷量面积199′1′1小于循环1-2-3-4-1的制冷量面积144′1′1.T sO 4′ 9′1′Ov ab压缩空气制冷循环状态参数5.压缩空气制冷循环采用回热措施后是否提高其理论制冷系数能否提高其实际制冷系数为什么答：采用回热后没有提高其理论制冷系数但能够提高其实际制冷系数.因为采用回热后工质的压缩比减小,使压缩过程和膨胀过程的不可逆损失的影响减小,因此提高实际制冷系数.6.按热力学第二定律,不可逆节流必然带来做功能力损失,为什么几乎所有的压缩蒸气制冷装置都采用节流阀答：压缩蒸气制冷循环中,湿饱和蒸气在绝热膨胀过程中,因工质中液体的含量很大,故膨胀机的工作条件很差.为了简化设备,提高装置运行的可靠性,所以采用节流阀.7.参看图 5,若压缩蒸汽制冷循环按1-2-3-4-8-1 运行,循环耗功量没有变化,仍为h2-h1,而制冷量却从h1-h5.增大到h1-h8,显见是“有利”的.这种考虑可行么为什么答：过程4-8熵减小,必须放热才能实现.而4 点工质温度为环境温度T,要想放热达到温度Tc 8点,必须有温度低于Tc的冷源,这是不存在的.如果有,就不必压缩制冷了.8.作制冷剂的物质应具备哪些性质你如何理解限产直至禁用氟利昂类工质,如R11、R12答：制冷剂应具备的性质：对应于装置的工作温度,要有适中的压力；在工作温度下气化潜热要大；临界温度应高于环境温度；制冷剂在T-s 图上的上下界限线要陡峭；工质的三相点温度要低于制冷循环的下限温度；比体积要小；传热特性要好；溶油性好；无毒等.限产直至禁用R11 和R12 时十分必要的,因为这类物质进入大气后在紫外线作用下破坏臭氧层使得紫外线直接照射到地面,破坏原有的生态平衡.9.本章提到的各种制冷循环有否共同点若有是什么答：各种制冷循环都有共同点.从热力学第二定律的角度来看,无论是消耗机械能还是热能都是使熵增大,以弥补热量从低温物体传到高温物体造成的熵的减小,从而使孤立系统保持熵增大.10.为什么同一装置即可作制冷剂又可作热泵答：因为热泵循环与制冷循环的本质都是消耗高质能以实现热量从低温热源向高温热元的传输.热泵循环和制冷循环的热力学原理相同.。

压缩空气替代瓶装氮气作执行气源可行性分析

压缩空气替代瓶装氮气作执行气源可行性分析
随着科学技术的不断发展，瓶装氮气逐渐被压缩空气所替代。

本文旨在探讨压缩空气
替代瓶装氮气作执行气源的可行性分析。

一、压缩空气的优势
1.1 价格优势
压缩空气的生产成本相对较低，可以通过自然资源来制备。

而氮气则需要通过空分装
置等高科技设备来生产，成本要高于压缩空气。

瓶装氮气产生的废弃物难以处理，会对环境造成不小的污染。

而压缩空气则可以直接
向大气排放，无需处理废弃物。

1.3 使用安全
瓶装氮气由于存在高压，一旦气瓶破裂会对人员及设备造成不小的伤害。

而压缩空气
则不存在这样的隐患，使用安全可靠。

二、压缩空气不足之处
2.1 氮气高纯度要求
部分行业对气源的纯度要求非常高，比如食品行业的氮气纯度要求达到99.999%以上。

而压缩空气的纯度达不到这个标准，不适合这些行业的使用。

2.2 压力需求高
有的行业需要高压力的气源才能正常工作，比如涂装行业里的涂料喷涂机。

压缩空气
产生的压力往往达不到这个需求，无法满足使用要求。

三、总结和建议
综合分析，压缩空气替代瓶装氮气作执行气源具有一定的可行性。

压缩空气存在价格
优势、环保优势和使用安全等优点，但其不足之处是纯度和压力需求较高的使用场景下无
法使用。

因此，企业应根据自身的场景及需求，采取不同的气源选择，达到最佳使用效
果。

工程热力学复习题答案判断题和简答题

答：错误。

因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。

详见P162、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其相互间的碰撞是弹性的。

答：错误。

理想气体是些弹性的、不具体积的质点，存在质量。

3、从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略，则这种气体就可以视为理想气体。

高空大气层内气体十分稀薄，满足上述要求，故可以视为理想气体，可用经典热力学知识处理有关问题。

答：正确。

详见P61-P624、理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“npv=常数”来描述其过程特点。

答：错误。

只有当npv中的n为常数时才可以用来描述。

正确。

当考察的过程时微元过程时。

5、如果从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个过程，则可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。

答：错误。

因为熵是状态函数，对于同一初始状态和同一终态的两个过程，其熵变相同。

6、根据热力学第二定律，自然界不可能有熵产为负的过程发生，所有自发过程都会导致能量品质的降低。

答：正确。

所有自发过程都是不可逆过程，而不可逆过程会导致作功能力损失，使能量的品质降低。

7、水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。

答：错误。

此过程吸收的热量等于蒸汽分子内位能增加和对外所做的膨胀功。

详见P80 8、水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数。

答：正确。

详见P829、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

答：错误。

处在三相状态下的水由于存在着汽化潜热，则升高相同的温度所需热量更多，即比热容要大于临界状态下的相应值。

正确。

对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

10、对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。

工程热力学期末复习题1答案

mW
T
f
2.
Smcln0.360.42ln＝-0.1918kJ/K
mmT
m
1060m
T
298.1f
Smcln9.04.187ln＝0.3939kJ/K
wwwT
295w
SisoSS＝0.2021 kJ/K
mW
3．在两个恒温热源间工作的某动力循环系统，其高温热源温度=1000K低温热
源温度=300K。循环中工质吸热过程的熵变Δs1=1.0kJ/(kgK·)，吸热量
14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。
15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。
16．实际气体绝热节流后温度一定下降。
17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。
18.不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；
19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。
度的降低，即通过提高初态压力提高热效率，而再热循环较基本循环的热效率并
不一定提高。
10.画图分析新蒸汽参数对基本朗肯循环的热效率有和影响？
14答：初温T1对热效率的影响：初温由T1提高到T1a的T—s图。初压p1和背压p2
不变，由图看到，提高初温可提高循环的平均吸热温度(由T1提高到T1a)，从而提
即还是能实现
13.p0=1.0MPa，t0=20oC的空气可逆绝热流经渐缩喷管，在喷管截面F为0.003平
方米处的气流马赫数为0.7，若背压为0.25MPa，试求F截面处空气的温度及流速，
喷管出口截面积A2及空气出口流速，空气比定压热容为cp=1004J/(kg K)。
15.解：在截面F处，面积AF=0.003

工程热力学名词解释+简答题

第七章气体与蒸汽的流动基本概念绝热滞止过程：气体在绝热流动过程中，因受到某一障碍物的阻挡，流速降
为零的过程；稳定流动的基本方程：连续性方程、能量方程、过程方程、声速方程；马赫数(Ma)：气体流速与当地声速的比值；
Ma<1，亚声速流动，渐缩； Ma=1，声速流动，截面积最小； Ma>1，超声速流动，渐扩；节流：流体在管道内流动时，流经阀门、孔板的等设备，由于局部阻力，流体压力降低，这种现象称为节流，绝热节流是等焓、熵增、降压过程，温度变化和实际过程有关；焦耳—汤姆逊系数（μ）：μ>0，节流后温度降低；μ=0，温度不变；μ<0，节流后温度升高；
第二章热力学第一定律
热力学能：物质内部微观粒子热运动具有的能量总和；
热力学第一定律：热量与其他能量相互转换的过程中，总体能量保持不变。基本概念
实质是能力的机械装备。
第三章气体和蒸汽的性质
理想气体：气体分子是弹性的，不具有体积，分子之间没有相互作用力的理
21. 蒸汽动力系统中的水泵进出口压力远大于燃气轮机压气机中的压力差，为什么燃气轮机作功的大部分被压气机消耗，而蒸汽动力循环中水泵消耗的功可以忽略？
答：蒸汽动力循环中水泵压缩为液体，而燃气轮机中压气机压缩为气体，液体的压缩性比气体差。 22. 能否在汽轮机中将全部蒸汽抽出来用于回热，这样可以取消凝汽器，从而提高效率？答：不能，根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热，并使其全部作功而不引起其他变化。该过程不对外放热，单一热源吸热作功，违背了热力学第二定律。 23. 压缩过程需要耗功，为什么内燃机在燃烧之前都要有一个压缩过程？答：压缩过程能够提高工质的压力，提高了工质的平均吸热温度，从而提高热效率。 24. 利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部，会发现打气时轻松了一点，

工程压缩空气和气体流动调控技术

工程压缩空气和气体流动调控技术近年来，随着科技的不断发展，各种类型的工程机械和设备得到了越来越广泛的应用，其中压缩空气和气体流动调控技术是不可缺少的一部分。

本文将从工程压缩空气和气体流动调控技术的概念、应用和未来发展等方面来展开论述。

一、概念介绍工程压缩空气指的是通过机械压缩等方式把大量的空气压缩成高压气体，并进行调节后使用在各种工程设备上。

这种技术的应用非常广泛，包括了氧气瓶、汽车轮胎的充气、火车制动系统、工业自动化生产线等。

同时，还可以通过工程压缩空气实现车身升降、加油机油管连接等等。

气体流动调控技术则是指通过一定的控制手段对气体的流动、速度、压力等参数进行精确调节和控制。

在工程领域中，这种技术的运用使得机械和设备的性能和效率大大提升，同时也增强了设备的可靠性和安全性。

例如，风能发电机组中所使用的气动刹车就需要精确的气体流动调控技术来实现。

二、应用场景工程压缩空气和气体流动调控技术应用非常广泛，在各个领域都有相应的应用场景。

1. 工业自动化生产线在工厂生产线上，使用空气压缩机压缩空气，再通过气体流动控制系统将其引入到各自的工作站，控制机械进行工作，实现了自动化生产，提升了效率。

2. 车辆维修保养在汽车维修站，工人们需要将轮胎充气、清洗车身、喷漆等，这些操作都需要使用到工程压缩空气和气体流动控制技术。

3. 医疗设备在医疗设备中，需要使用高压气体进行人工呼吸、心肺复苏等操作，这就需要使用到工程压缩空气技术。

4. 风能发电在风能发电机组中，气动刹车需要精确的气体流动调控技术实现，确保发电机组的安全运行。

三、未来发展目前，工程压缩空气和气体流动调控技术已经得到广泛的应用，但仍有一些问题需要解决。

首先是能源消耗问题，虽然目前已经有了一些新技术的引入，但是仍需要不断提高能源利用效率，探索更加环保和节能的新型技术。

其次是安全问题，气体流动控制系统需要更加精准和安全，以确保设备的安全运行。

在这方面，我们需要持续做好技术研究和开发，提高设备的安全性。

空气冷却器的优缺点

空气冷却器的优缺点newmaker以光管传热面积为基础进行比较，空冷器的投资费用是水冷器的2～3倍以上（仅指硬件费用），其主要原因有两个。

第一，空气的热导率远比水的热导率低，这势必会使传热系数降的更低。

第二，由于设计时取用的环境温度总是比水高，所以空冷器的对数平均温差总是较低，尤其是在工艺介质出口温度很低的情况下更是如此。

由于这两个原因，故在相同热负荷下空冷器所需的传热面积比水冷要大的多。

且其较大传热面积所需之复杂支撑系统，又更多地增加了费用。

但是，正如工程师们所知，设备的投资（或固定）费用仅是整个费用的一部分，重要的是应考虑总费用，即固定投资费用与操作费用之和。

水冷器的操作费用比空冷器大得多，这是因为其中包含了初始生水、补充冷却水、水处理化学药品、工厂凉水塔的费用。

水很缺乏时，水冷器的操作费用就回增加，因此从经济考虑，更倾向于使用空冷器。

空冷器的优缺点空冷器与水冷器相比有几个很重要的优点：其中之一就是水不直接用作冷却介质，因此用在水上的费用高，如生水、补充水及水处理用化学药品的费用都没有。

冷却器的设置以工厂本身均毋需靠近水源（如河流或湖泊），故水源的热损失和化学污染得以预防。

维护费用也减少，因为不在需要频繁清洗冷却器水侧的水垢、微生物结垢及沉积物等所花费的费用。

且还去掉了相应的管线，安装也更加简单。

另一个优点是空冷器可以连续操作，即使在动力失效时也可以通过自然风在降低了换热能力的条件下来运转。

最后，介质流体出口温度（以及在这方面的热负荷）的控制可以通过各种方法来完成，例如启动或关闭风机，使用二档或可变速率的电动机，使用自调风机（即使风机运转时，叶片也可调）等等。

限制范围：当然，空冷器也有许多局限性。

如前所述，与水相比，空气的热导率和比热要低的多，故使空冷器的初始费用要比水冷器多得多。

在寒冷的气候下，必须附加防寒设施以保证介质不致低于冷冻温度，这也增加了最初的投资费用。

比较经济的方法是让介质流体的出口温度与环境空气之间的温差在10～15℃的范围内，在水冷器中，此温差可低至3～5℃。

工程热力学本科生期末复习题2答案

一判断题1.均匀则一定平衡。

反之平衡也一定均匀；（×）2.稳定状态一定是平衡状态；（×）3.判断一个热力过程是否可逆的条件是准平衡过程且无耗散效应；（√）4.焓只有在流动工质中才存在；（×）5.对于定压过程热力学第一定律的表达式可写为h=；（√）q∆6.闭口热力系吸收一定热量后，其熵一定增大；（√）7.用压力表可以直接读出绝对压力值；（×）8.自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程；（×）9.⎰=v pdw可用于准平衡过程求功量；（×）10.热力系没有通过边界与外界交换能量，系统的热力状态也可能变化；（×）11.初、终态相同的热力过程，不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变；（×）12.任意可逆循环的热效率都是ηt=1-T2/T1；（×）13.经不可逆循环，系统和外界均无法完全恢复原态；（×）14.理想气体的C p,C v值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关；（×）15.气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值；（×）16.理想气体的比热容与工质、温度和过程有关；（√）17.理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了；（×）18.理想气体的的焓只和温度有关，是状态参数，而实际气体的焓不是状态参数；（×）19.工质稳定流经热力设备时，所做的技术功等于膨胀功减去流动功；（√）20.多变过程即任意过程；（×）21.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n 满足0<n<1 ；（√）22.定温压缩是压气机最理想的工作模式；（√）23.余隙容积的存在是耗功量增大；（×） 24.制冷系统的制冷系数肯定大于1；（×）25.三种动力系统中蒸汽动力系统的效率是最高的，因为其最接近卡诺循环；（×）26.绝热节流的温度效应可用一个偏导数来表征，这个量称为焦耳-汤姆逊系数。

工程中,为什么不采用压缩空气制冷循环

空气作为制冷剂,在压缩机中压力过大空气的的常温沸点在-190度，要使空气在常温下冷凝需要很高的压力，高压力对压缩机，及压力容器的要求会提高很多，高低压压差很大，膨胀阀也比较难选型，而且我个人认为压缩空气的电损耗很大空气制冷的特点及应用1.制冷工质是空气，容易取得，且安全无害。

2.因为空气本身既是制冷剂又是载冷剂，所以可以采用直接吸热循环，省去负载热交换器和载冷体循环动力，可直接为被冷却物体工地温环境。

3.空气压缩制冷实际流程灵活多变，对于不同使用要求的适应行强。

4.很容易实现高温、低温实验共用一室的方案。

5.利用空气压缩制冷易于获得较低温度剂直接吸热的特点，可以采用蓄冷循环，实现利用小容量制冷设备短时供应大冷量的目的.6.空气压缩式制冷的最大缺点是制冷系数小，在较高的使用温度下空气压缩式制冷的单位轴功率产冷量小于蒸气压缩式制冷量，且使用温度越高，相差也越大。

另外，噪音大是空气制冷的又一缺点，但通过噪音控制措施，可以的到改善。

空气压缩式制冷主要在以下几个方面得到应用：空气调节系统，如飞机空调系统大都采用这种制冷方式；低温环境实验；生产工艺过程的快速冷却；气体液化与低温分离装置等。

混合空气做制冷剂在技术上不是问题，问题在于它的绝热指数很高，要使它在常温常压下相变极不经济。

飞机空调却能够应用是因为高空环境条件不同，使上述的不经济变为经济，不可能变为可能，仅此而已逆布雷顿（Brayton）循环逆布雷顿循环最初亦用于热力发动机。

逆向布雷顿循环可用来制冷（简称逆布雷顿循环）。

它的制冷原理是利用等熵膨胀制冷效应。

单级循环适用于77-150K的温度范围。

两级循环适用于20K，最低温度可达１２Ｋ。

布雷顿循环由压缩机、膨胀机及换热器组成。

从理论上分析，循环有最佳压比，相应的功率及机器重量为最小。

最佳压比通常在2.5-3左右。

美国Creare公司在军方资助下已制成5W/77K的长寿命逆布雷顿循环制冷机，该制冷机采用了气体轴承微型透平，已用于空间技术制冷。