制冷原理与设备吴业正第二版复习大全A

制冷原理与设备考试复习资料

制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。

一、人工制冷

是指用人为的方法不断地从被冷却系统（物体或空间）吸收热量并排至环境介质（空气或水）中去，并在必要长的时间内维持所必要的低温的一门技术。

二、制冷技术的研究内容

1）研究获得低温的方法和有关机理，以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力计算。

2）研究制冷工质的性质

3）研究制冷循环所必需的各种机械设备、控制仪表和系统等，以及它们的工作原理、性能分析、结构设计、组织流程、系统配套、设备隔热及自动化运行

制冷技术的应用

1）空调工程对环境的温度、湿度、洁净度进行控制。

2）食品工程保持稳定的低温环境，延长和提高食品的质量。

3）机械及冶金工业 4）医疗卫生事业5）国防工业和现代科技

6）石油化工、有机合成 7）轻工业、精密仪表工业

8）农业、水产业 9）建筑及水利 10）日常生活

第一章制冷的方法

一、制冷的方法

1、相变：是利用某些物质在发生相变时的吸热效应进行制冷的方法。

2、气体膨胀制冷

是利用压缩气体的绝热膨胀效应，从而获得低温气流的制冷技术。

3、热电制冷（半导体制冷）

是利用帕尔帖效应的原理来达到制冷的目的。

4、固体吸附式制冷

某些固体物质在一定的温度和压力下能吸附某种工质的气体或水蒸气，在另一温度及压力下又能将它释放出来。

5、气体涡流制冷

是利用压缩气体经过涡流管产生的涡流，使气流分离成冷、热两股气流。

6、磁制冷

是一种以磁性材料为工质的制冷技术。其基本原理是借助次制冷材料的可逆磁热效应（磁卡效应），即磁制冷材料等温磁化时，向外界放出热量，而绝热退磁时因温度降低，从外界吸收热量。

二、各种制冷方法的原理

1、蒸汽压缩式制冷

2、蒸汽吸收式制冷

3、蒸汽喷射式制冷

4、吸附式制冷

5、热电制冷（半导体制冷）

6、气体膨胀制冷（空气制冷）

7、涡流管制冷

第2章单极蒸汽压缩式制冷循环

一、单级蒸汽压缩式制冷循环的基本工作原理

1、制冷循环系统的基本组成

基本组成：制冷压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器

基本原理图

2 、制冷循环过程

压缩过程（升压）、冷凝过程（放热）、节流过程（降压）、蒸发过程（吸热）3、制冷系统各部件的主要作用

1）制冷压缩机

作用：将来自蒸发器的制冷剂蒸汽由蒸发压力提高至冷凝压力。

2）冷凝器

作用：将蒸发器吸收的热量以及相当压缩机功率的热量一起排至环境介质中去。3）节流器

作用：将冷凝后的制冷剂液体由冷凝压力PK降至蒸发压力P0。

4）蒸发器

作用：吸收低温热源的热量。

二、单级蒸汽压缩式制冷理论循环

（一）单级制冷循环的假设条件和压焓图

1、理论制冷循环的假设条件

1）压缩为干压缩，且压缩过程为等熵过程。

2）制冷剂与高、低热源间换热时传热温差为无限小。

3）制冷剂液体在节流前无过冷，并且为等焓节流。

4）制冷剂在管内流动时，无流动阻力。

2、制冷剂的压焓图

看图要点：

一个点：临界点C

两条线：液体饱和线、气体饱和线

三个区域：液相区、两相区（湿蒸汽区）、气相区

五种状态：过冷液体状态、饱和液体状态、湿蒸汽状态、饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态六组等参数线：等压线P、等焓线h、等温线t、等熵线s、等比容线υ。

在压焓图的六组参数中，只要知道其中两个参数，就可确定一个状态点。

3、理论循环在压焓图上的表示

四个过程：1－2 压缩过程、2－3 冷凝过程、3－4 节流过程、4－1 蒸发过程

三、单级蒸汽压缩式制冷实际循环

1 、单级蒸汽压缩式制冷实际循环与理论循环的区别

1）实际压缩过程是曾熵过程

（1）实际吸气过程中，制冷剂蒸汽通过吸气管道、吸气阀件时有磨阻压降，使得进入气缸中的制冷剂压力P1必低于蒸发压力P0。低温蒸汽进入气缸时将吸收气缸壁热量而比容增大，使吸气量减少。

（2）实际压缩过程不是等熵过程，而是增熵过程。

（3）实际排气过程中，只有当实际排气压力P2大于冷凝压力PK时，才能开启排气阀片。排气时制冷剂通过排气阀片时有节流压降。

（4）在压缩过程中，压缩机运动部件存在机械摩擦;制冷剂会通过气缸的间隙由高压部位向低压部位泄漏;活塞式压缩机存在余隙容积，所以压缩机的实际输气量减少，无效耗功增大

2、实际制冷循环中压缩机吸入的制冷剂往往是过热蒸汽，节流前往往是过冷液体。

3、实际制冷循环制冷剂与高、温热源进行换热时存在传热温差。

4、制冷剂在管道及设备流动时存在流动阻力损失，且与外界有热交换。

5、实际节流过程不是等焓节流，而是增焓节流

简化后的压焓图

四、单级蒸汽压缩式制冷实际循环的热力性能及分析

（一）理论输气量、实际输气量、输气系数、循环量。

1、理论输气量Vh

m3/h 2、实际输气量Vs 压缩机单位时间内将制冷剂从吸气管道输送到排气管道的容积。

3、理论输气系数

压缩机的实际输气量Vs 与理论输气量Vh 之比 一般计算采用如下公式： 或木村公式： 循环量：压缩机在单位时间内输送的制冷剂质量流量。

（二）制冷量 制冷量是指制冷循环在单位时间内制冷剂从被冷却系统中吸收的热量。

（三）压缩机的功率和效率 1、单位理论功与理论功率

压缩机等熵压缩小时每输送1Kg 制冷剂蒸汽时所消耗的功。

W0=h2－h1′ KJ/㎏

理论功率是指压缩机在单位时间内按等熵压缩时所消耗的功。

2、单位指示功、指示功率、指示效率

单位指示功是指每压缩输送1㎏制冷剂蒸汽实际所消耗的功。

Wi=h2′－h1′ KJ/㎏

指示功率是指压缩机在单位时间内压缩制冷剂蒸汽实际所消耗的功。 60....42Z n S D V h π=Vh Vs =λl T p v λλλλλ...=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=1085.094.010n K P P λs Kg V Vs q H m /.3600..360011'

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