逆卡诺循环原理
卡诺原理和逆卡诺原理
![卡诺原理和逆卡诺原理](https://img.taocdn.com/s3/m/1da7b27011661ed9ad51f01dc281e53a5802519e.png)
卡诺原理和逆卡诺原理
卡诺原理和逆卡诺原理是热力学中的重要原理,它们在制冷技术中有着广泛的应用。
卡诺原理指出,在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机的效率不可能大于可逆卡诺热机的效率。
也就是说,如果要将热量从低温热源传输到高温热源,那么采用可逆卡诺循环的方式是效率最高的。
逆卡诺原理则是指制冷过程中,通过反向应用卡诺循环,即通过消耗机械功使热量从低温物体传递到高温物体的过程。
这个原理在制冷技术中有着广泛的应用,例如在空调和冰箱等制冷设备中,就是通过消耗电能等机械功,将室内的热量“搬”到室外,从而实现制冷效果。
以上内容仅供参考,如需获取更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
制冷原理逆卡诺循环
![制冷原理逆卡诺循环](https://img.taocdn.com/s3/m/9b8c514bb42acfc789eb172ded630b1c59ee9bc6.png)
制冷原理逆卡诺循环逆卡诺循环(Reverse Carnot Cycle)是一种理想的制冷循环过程,其原理是利用逆转卡诺循环的工作原理来实现制冷效果。
逆卡诺循环是卡诺循环的反过程,卡诺循环是一种理想的热机循环过程,利用 Carnot 原理进行热能转换,而逆卡诺循环则是将热能转换成冷能的过程。
逆卡诺循环的主要特点是在一个系统中,以压缩和膨胀工作为基础,通过逆卡诺循环的过程,将热能从低温环境中吸收,并以制冷剂的形式传递给高温环境,以实现温度的降低。
逆卡诺循环的过程包括四个阶段:膨胀、冷却、压缩和加热。
首先,制冷剂被膨胀到低压、低温状态。
在这个阶段,制冷剂从高压区域流向低压区域,流过一个膨胀阀,使其温度降低。
接下来,制冷剂通过一个冷却器,与低温环境交换热量。
由于制冷剂的温度比低温环境的温度高,所以制冷剂吸收了低温环境的热量,使得低温环境的温度进一步降低,而制冷剂的温度升高。
然后,制冷剂被压缩到高压、高温状态。
在这个阶段,制冷剂通过一个压缩机,被压缩成高温高压状态。
这个过程需要外部能量的输入,通过压缩机提供。
最后,制冷剂通过一个加热器,与高温环境交换热量。
由于制冷剂的温度比高温环境的温度低,所以制冷剂释放了热量,使得高温环境的温度略微上升,而制冷剂的温度进一步降低。
通过以上的四个阶段,制冷剂的温度经过膨胀、冷却、压缩和加热的过程,温度得到了进一步的降低,从而实现了制冷效果。
逆卡诺循环具有高效、节能的特点,因为它利用了逆转卡诺循环的工作原理,最大限度地利用了热能的转化过程。
逆卡诺循环适用于制冷行业,如冰箱、空调等设备,以及一些工业生产中需要制冷的过程。
然而,实际的逆卡诺循环往往会存在一些能量损耗,例如制冷剂在膨胀和压缩过程中会产生一定的热损失,这些损失会导致制冷效果的下降。
因此,在实际的制冷设备中,往往会采用一些增强制冷效果的方法,例如利用换热器来提高制冷剂的冷却和加热效果,以及利用增压器来提高制冷剂的压缩效果等。
逆卡诺定理公式
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逆卡诺定理公式逆卡诺定理是热力学中的一个重要概念,对于从小学到高中的教材来说,这部分内容通常在高中物理的热力学部分会有所涉及。
咱们先来说说逆卡诺定理到底是个啥。
简单来讲,逆卡诺定理就是描述在相同的高温热源和低温热源之间工作的制冷循环,以理想的可逆制冷循环(逆卡诺循环)的制冷系数为最大。
这公式看起来挺复杂,其实理解起来也没那么难。
我记得之前给学生们讲这部分内容的时候,有个学生特别有意思。
那是一个夏天,天气特别热,教室里的空调却不太给力。
大家都热得有点烦躁,这时候正好讲到逆卡诺定理。
那个学生就举手问我:“老师,咱能不能根据这个定理把这破空调修好,让它凉快点啊?”当时全班都笑了。
咱接着说逆卡诺定理的公式。
它的制冷系数ε = T2 /(T1 - T2),这里的 T1 表示高温热源的热力学温度,T2 表示低温热源的热力学温度。
这个公式其实就是在告诉我们,制冷循环中低温热源温度越低、高温热源温度越高,制冷系数就越大,制冷效果就越好。
比如说,咱们家里的冰箱,它就是利用逆卡诺定理来工作的。
冰箱内部是低温,外部是高温,通过压缩机等一系列部件的运作,实现热量从低温区转移到高温区,从而让冰箱内部保持低温,能够保鲜食物。
再比如空调,夏天的时候,室内是我们想要的低温,室外就是高温。
空调通过消耗电能,依据逆卡诺定理来把室内的热量搬到室外,让我们在室内能感受到凉爽。
在实际应用中,要达到理想的逆卡诺循环是很难的,因为会有各种能量损失。
但这个定理为我们设计和改进制冷系统提供了重要的理论依据。
学习逆卡诺定理,不仅仅是为了记住那个公式,更重要的是理解其中的原理,以及它在我们生活中的应用。
就像前面提到的那个热得不行的教室,虽然我们不能直接用定理去修空调,但通过对它的理解,我们能明白空调工作的原理,也能更珍惜那些让我们舒适的制冷设备。
总之,逆卡诺定理虽然有点复杂,但只要我们用心去理解,结合生活中的实际例子,就能发现它其实就在我们身边,默默地为我们的生活服务着。
空气能逆卡诺原理
![空气能逆卡诺原理](https://img.taocdn.com/s3/m/d619e4d40875f46527d3240c844769eae009a394.png)
空气能逆卡诺原理空气能逆卡诺原理是热力学中的重要原理之一,它被广泛应用于空气能的利用和转换过程中。
本文将从生动、全面和指导意义三个方面介绍空气能逆卡诺原理的相关内容。
首先,让我们了解一下空气能。
空气能是一种可再生能源,是指通过空气中的温差来提供能量。
在自然界中,地球的表面受到来自太阳的辐射,导致地面温度高于大气。
这种温差可以用来产生能量,就是空气能。
空气能逆卡诺原理是指通过逆卡诺循环来利用空气能。
逆卡诺循环是一种热力学循环过程,包括压缩、冷却、膨胀和加热四个过程。
在逆卡诺循环中,工质(通常是空气)在压缩和冷却过程中吸收热量,然后通过膨胀和加热过程释放热量。
这个循环的目的是将低温热量转化为高温热量。
通过逆卡诺循环,可以将空气能转化为其他形式的能量,如电能或热能,以满足人们的生活和工业需求。
空气能逆卡诺原理的应用非常广泛。
首先是在空调领域。
通过利用逆卡诺循环原理,空调可以将室外的低温热量转化为室内的高温热量,使室内保持舒适温度。
其次是在供暖领域。
逆卡诺循环可以将低温空气中的热量转移到供暖系统,为房屋提供温暖。
此外,空气能逆卡诺原理也可以应用在工业过程中,如发电和制冷等领域。
然而,尽管空气能逆卡诺原理有着广泛的应用前景,但也面临一些挑战。
其中最主要的挑战是效率问题。
由于能源转化的损耗,逆卡诺循环并不是百分之百高效的,效率较低。
为了提高效率,人们需要借助先进的技术和设备,如高效压缩机和换热器等。
另外,逆卡诺循环还受到环境因素的影响,如温度和湿度等。
要想有效利用空气能,需要根据具体的地理和气候条件进行设计和优化。
综上所述,空气能逆卡诺原理是一种重要的能源转换原理,可以将地球表面的热量转化为可利用的能量。
通过逆卡诺循环,可以将低温热量转化为高温热量,满足人们的生活和工业需求。
然而,实际应用中还存在一些挑战,需要借助技术进步和优化设计来提高能量利用效率。
希望通过这篇文章能够更好地理解和应用空气能逆卡诺原理,推动清洁能源的发展和利用。
制冷原理逆卡诺循环
![制冷原理逆卡诺循环](https://img.taocdn.com/s3/m/0aed8b9a26fff705cd170a1f.png)
制冷原理:逆xx卡诺循环1824年,法国青年工程师卡诺研究了一种理想热机的效率,这种热机的循环过程叫做“卡诺循环”。
这是一种特殊的,又是非常重要的循环,因为采用这种循环的热机效率最大。
卡诺循环是由四个循环过程组成,两个绝热过程和两个等温过程。
它是1824年N.L.S.卡诺(见卡诺父子)在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的。
卡诺假设工作物质只与两个恒温热源交换热量,没有散热、漏气、磨擦等损耗。
为使过程是准静态过程,工作物质从高温热源吸热应是无温度差的等温膨胀过程,同样,向低温热源放热应是等温压缩过程。
因限制只与两热源交换热量,脱离热源后只能是绝热过程。
作卡诺循环的热机叫做卡诺热机。
xx进一步证明了下述xx定理:①在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机的效率都相等,与工作物质无关,为,其中T1、T2分别是高温和低温热源的绝对温度。
②在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机的效率不可能大于可逆卡诺热机的效率。
可逆和不可逆热机分别经历可逆和不可逆的循环过程。
阐明卡诺定理阐明了热机效率的限制,指出了提高热机效率的方向(提高T1、降低T2、减少散热、漏气、摩擦等不可逆损耗,使循环尽量接近卡诺循环),成为热机研究的理论依据、热机效率的限制、实际热力学过程的不可逆性及其间联系的研究,导致热力学第二定律的建立。
在卡诺定理基础上建立的与测温物质及测温属性无关的绝对热力学温标,使温度测量建立在客观的基础之上。
此外,应用卡诺循环和卡诺定理,还可以研究表面张力、饱和蒸气压与温度的关系及可逆电池的电动势等。
还应强调,卡诺定理这种撇开具体装置和具体工作物质的抽象而普遍的理论研究,已经贯穿在整个热力学的研究之中。
逆卡诺循环奠定了制冷理论的基础,逆卡诺循环揭示了空调制冷系数(俗称EER或COP)的极限。
一切蒸发式制冷都不能突破逆卡诺循环。
理论在逆卡诺循环理论中间,要提高空调制冷系数就只有以下二招:1。
制冷原理逆卡诺循环
![制冷原理逆卡诺循环](https://img.taocdn.com/s3/m/22c6836559fb770bf78a6529647d27284b733798.png)
制冷原理逆卡诺循环逆卡诺循环是一种理想的热力循环,用于制冷和制冷系统。
它是实现制冷的基本原理之一、本文将详细介绍逆卡诺循环的原理,并讨论其在实际制冷系统中的应用。
逆卡诺循环是一种由四个相互连接的可逆过程组成的热力循环。
这四个过程分别为等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
逆卡诺循环的循环过程如下:1.等温膨胀(过程一):在高温热源(热库)下,工质从饱和蒸汽态进入膨胀机,在等温条件下膨胀成饱和蒸汽。
2.绝热膨胀(过程二):此时,工质进入绝热膨胀器,在减压下膨胀,温度下降。
3.等温压缩(过程三):在低温热源(冷库)的作用下,工质通过冷凝器进入等温压缩过程,变成饱和液体。
4.绝热压缩(过程四):最后,工质通过绝热压缩器,温度上升,达到高温热源的温度。
逆卡诺循环的关键特点是利用两个等温过程和两个绝热过程来实现工质的四个步骤,使得制冷效果更加高效。
逆卡诺循环的性能主要由两个方面决定:低温环境的温度和高温环境的温度。
逆卡诺循环的制冷效率可以通过温度比来计算,即制冷功率与输入功率的比值。
制冷效率取决于逆卡诺循环的高温环境温度和低温环境温度。
在给定的制冷量下,工质通过低温膨胀过程来吸收热量,这是制冷的关键步骤。
逆卡诺循环的效率最大化的条件是低温和高温的温差尽可能大。
逆卡诺循环的应用广泛,特别是在制冷系统中。
逆卡诺循环可以用于各种制冷设备,如冰箱、空调和制冷车辆等。
逆卡诺循环的应用在制冷技术中起到了至关重要的作用,提高了制冷效果,减少了能源的消耗。
逆卡诺循环的原理还可以用于其他领域的应用,如制冷设备、航空航天和石化行业等。
在这些领域中,逆卡诺循环的工作原理和效率被广泛应用于提高系统的性能和效率。
总结而言,逆卡诺循环是一种理想的制冷循环,通过利用两个等温过程和两个绝热过程来实现工质的四个步骤。
逆卡诺循环的关键特点是利用温度差来提高制冷效率。
逆卡诺循环的原理适用于各种制冷设备和系统,广泛应用于制冷技术和其他领域。
逆卡诺循环的供热系数
![逆卡诺循环的供热系数](https://img.taocdn.com/s3/m/f4aea00ef011f18583d049649b6648d7c1c70800.png)
逆卡诺循环的供热系数逆卡诺循环是一种理想的热力循环过程,它利用两个等温过程和两个绝热过程来完成热能转化。
供热系数是评价热力循环效率的重要指标之一,它定义为循环所从热源吸收的热量与循环所做的净功的比值。
在逆卡诺循环中,供热系数的计算方法可以通过热力学基本原理来推导得到。
逆卡诺循环的供热系数取决于两个过程的效率,分别是热源加热过程和制冷剂冷却过程的效率。
首先来看热源加热过程,该过程是一个等温过程,在理想条件下,热源的温度保持不变,且能够无限制地向工作物质供应热量。
由于是等温过程,热源加热过程的效率为1。
接下来是制冷剂冷却过程,该过程是一个绝热过程。
在绝热过程中,没有热量进出系统,只有功对外界做功或由外界对系统做功。
对于制冷剂冷却过程来说,是一个对外界做功的过程,因此其效率小于1。
逆卡诺循环的供热系数可以通过以上两个过程的效率来计算得到。
首先计算热源加热过程的效率,由于其效率为1,所以热源加热过程所吸收的热量等于循环所做的净功。
然后计算制冷剂冷却过程的效率,由于其效率小于1,所以制冷剂冷却过程所吸收的热量小于循环所做的净功。
最后,将制冷剂冷却过程所吸收的热量除以热源加热过程所吸收的热量,即可得到逆卡诺循环的供热系数。
逆卡诺循环的供热系数是一个很重要的性能指标,它可以用来评价循环过程的能量利用效率。
在实际应用中,我们通常希望供热系数越高越好,这意味着循环过程中能量的损失越少。
因此,提高逆卡诺循环的供热系数是一个值得研究的方向。
为了提高逆卡诺循环的供热系数,可以采取一些措施。
首先,可以优化热源加热过程,提高其效率。
可以通过改变热源的工作参数,使其在供热过程中能够更有效地向工作物质传递热量。
其次,可以改进制冷剂冷却过程,减少其对外界的功。
可以通过改变制冷剂的工作参数,使其在冷却过程中能够更有效地吸收热量。
另外,还可以考虑使用其他更高效的循环过程,如布雷顿循环或卡诺循环等,来替代逆卡诺循环,从而提高供热系数。
逆卡诺循环原理
![逆卡诺循环原理](https://img.taocdn.com/s3/m/987acb2faf45b307e8719724.png)
逆卡诺循环是理想的可逆制冷循环,它是由两个定温过程和两个绝热过程组成。
循环时,高、低温热源恒定,制冷工质在冷凝器和蒸发器中与热源间无传热温差,制冷工质流经各个设备中不考虑任何损失,因此,逆卡诺循环是理想制冷循环,它的制冷系数是最高的,但工程上无法实现。
(见笔记,关键在于运动无摩擦,传热我温差)2):工程中,由于液体在绝热膨胀前后体积变化很小,回收的膨胀功有限,且高精度的膨胀机也很难加工。
因此,在蒸汽压缩式制冷循环中,均由节流机构(如节流阀、膨胀阀、毛细管等)代替膨胀机。
此外,若压缩机吸入的是湿蒸汽,在压缩过程中必产生湿压缩,而湿压缩会引起种种不良的后果,严重时产生液击,冲缸事变,甚至毁坏压缩机,在实际运行时严禁发生。
因此,在蒸汽压缩式制冷循环中,进入压缩机的制冷工质应是干饱和蒸汽(或过热蒸汽),这种压缩过程为干压缩。
2.对单紦骠汽压缩制冷理论循环作哪些假设?与实际循环有何区别?答:1)理论循环假定:①压缩过程是等熵过程;②节流过程是等焓过程;③冷凝器内压降为零,入口为饱和液体,传热温差为零,蒸发器内压降为零,入口为饱和蒸汽,传热温差为零;④工质在管路状态不变,压降温差为零。
2)区别:①实际压缩过程是多变过程;②冷凝器入口为过冷液体;③蒸发器入口为过热蒸汽;④冷凝蒸发过程存在传热温差tk=t+Δtkto=t-Δto。
3.什么是制冷循环的热力完善度?制冷系数?C.O.P值?E.E.R?什么(_shen me)是热泵的供热系数?答:1)通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数εs与逆卡诺制冷循环的制冷系数εk之比,称为热力完善度,即:η=εs/εk。
2)制冷系数是描述评价制冷循环的一个重要技术经济指标,与制冷剂的性质和制冷循环的工作条件有关。
通常冷凝温度tk越高,蒸发温度to越低,制冷系数ε0越小。
公式:ε0=T0 /(Tk—T0)3)实际制冷系数(εs)又称为性能系数,用C.O.P表示,也可称为单位轴功率制冷量,用Ke值表示。
3.1逆向卡诺循环
![3.1逆向卡诺循环](https://img.taocdn.com/s3/m/1db8f0abd1f34693daef3e52.png)
在可逆循环中,制冷系数
q0 ε= w
q0 ε = w + ∆w
'
ε >泵循环
• 区别主要有两点: 1. 两者的目的不同。 2. 两者的工作温区往 往有所不同。
12
用于表示热泵效率的指标称为热泵系数或供热系 热泵系数或供热系 数,其定义为:
QH ϕ= W
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研究逆向可逆循环的目的 是为了寻找热力学上最完善的 制冷循环,作为评价实际循环 效率高低的标准。
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逆向卡诺循环
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在一定的热源温度下,需要怎样 来组织制冷机的工作循环,使获得单 位冷量所消耗的能量为最小,这是制 冷技术中一个很重要的问题。
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q = q0 + w
根据热力学第一定律,可写出制冷 机的热平衡式:
q = q0 + w
(1—1)
式中 q、q0和w是传递、取出 的单位热量和消耗的单位机械功 (kJ/kg)。
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根据热力系统,可逆变化过程中熵的变量等于零这一 热力学原理,可以写出逆向卡诺循环的熵变公式:
∆s系统 1 1 q q0 w + q0 q0 w = '− ' = − ' = ' + q0 ' − ' = 0 ' T T T T0 T T0 T 0
q0 T0' ε= = w T '−T0'
(1—4)
制冷系数是衡量制冷循环经济性的一个重要技术指标。 制冷系数是衡量制冷循环经济性的一个重要技术指标。 国外习惯上将制冷系数称为制冷机的性能系数COP 国外习惯上将制冷系数称为制冷机的性能系数COP Performance)。在给定的温度条件下, )。在给定的温度条件下 (Coefficient of Performance)。在给定的温度条件下, 制冷系数越大,则循环的经济性越高 经济性越高。 制冷系数越大,则循环的经济性越高。
逆卡诺循环 循环效率
![逆卡诺循环 循环效率](https://img.taocdn.com/s3/m/ad6a2662657d27284b73f242336c1eb91b37337a.png)
逆卡诺循环循环效率全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:逆卡诺循环是一种热力学循环过程,其能够提高循环效率,达到更高的能量转换效率。
在我们日常生活和工业生产过程中,逆卡诺循环被广泛应用于各种领域,包括空调、制冷设备、发电机等。
下面我们将深入探讨逆卡诺循环的原理、过程及其在提高循环效率方面的重要性。
让我们来了解一下逆卡诺循环的基本原理。
逆卡诺循环是卡诺循环的逆过程,其工作原理是通过将热源和冷源的位置互换,以实现热能的转换。
逆卡诺循环包括四个主要的过程:等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
在等温膨胀过程中,工质从高温热源吸热,从而膨胀产生功。
绝热膨胀过程中,工质在不吸收热量的情况下膨胀,绝热膨胀过程中温度下降。
等温压缩过程中,工质被压缩,释放热量给冷源。
绝热压缩过程中,工质在不释放热量的情况下被压缩。
通过上述过程,逆卡诺循环可以实现高效的能量转换。
与其他常见的循环相比,逆卡诺循环具有更高的理论循环效率。
在实际应用中,虽然逆卡诺循环是一个理想化的模型,但通过逆卡诺循环的优化设计和实施,可以在实际工程中获得更高的效率。
逆卡诺循环在各个领域都有着重要的应用。
在空调和制冷设备中,逆卡诺循环被广泛应用于提供舒适的环境和保持产品的质量。
在逆卡诺制冷循环中,通过将热量从低温区域传递到高温区域,从而实现制冷效果。
逆卡诺循环也被用于发电机中,通过高效率的热能转换,提高发电效率,降低能源消耗。
除了在工业生产中应用,逆卡诺循环也在科研领域中发挥着重要作用。
科学家们通过对逆卡诺循环的研究,不断改进循环过程,提高工程系统的效率,为可持续发展和能源资源的节约做出贡献。
在提高逆卡诺循环效率方面,我们需要注意以下几点。
要充分理解逆卡诺循环的原理和过程,通过科学的方法和工程设计,优化循环系统,提高能源转换效率。
要注意循环系统的运行条件和环境因素,调整合适的工作参数,确保系统运行稳定和高效。
要关注逆卡诺循环中的能量损失和热量传递过程,采取措施减小能量损失,提高热能利用效率。
逆卡诺循环的制冷系数
![逆卡诺循环的制冷系数](https://img.taocdn.com/s3/m/ecbf6164777f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9f85.png)
逆卡诺循环的制冷系数简介:逆卡诺循环(RKL)是一种用于反复利用热能的高效技术,这种技术具有高效率、低成本和安全性等优势。
逆卡诺循环的制冷系数是衡量其制冷能力的一项重要参数。
它可以用以确定RKL系统制冷能力的大小,以及预测其在某一规模的RKL系统上的能效比等。
本文旨在介绍,如何计算逆卡诺循环的制冷系数,以及它可以用来评价RKL系统效率的方法和应用。
一、什么是逆卡诺循环逆卡诺循环(Reverse Carnot Cycle)是一种利用再循环技术来完成热能回收的技术,也称作“反冻结”。
逆卡诺循环由发动机、热源、热容器、储冷器和热池组成,它能够将废热反复利用,以获得高能效比的制冷效果。
逆卡诺循环的工作原理主要是将热能反复传递,以达到热能的再利用。
热能从热源中获取,然后被传递到发动机。
发动机会将热能转化为机械能,从而将热能转换为动能。
热能能够在热池中存储,以备将来的使用。
热池的运行可以将热能有效地储存起来,然后将热能传输到热容器中,以产生制冷效果。
二、逆卡诺循环的制冷系数逆卡诺循环的制冷系数(RKL Coefficient)可以用来衡量逆卡诺循环系统的制冷能力。
RKL系数定义为制冷输出能量与热能输入能量之比。
RKL系数越大,制冷系统的性能越好,而低RKL系数则表示系统制冷能力较弱。
由于制冷系数是反映RKL系统能效的重要参数,因此可以用来预测RKL系统的节能性能。
三、计算逆卡诺循环的制冷系数要计算逆卡诺循环的制冷系数,首先要确定RKL系统的正反关系。
RKL系统的正反关系有4种:单正循环、单反循环、双正循环和双反循环。
根据RKL系统的正反关系,可以从耗散热中求出其制冷系数:(1)单正循环的制冷系数:RKL Co = C1/C2其中C1为制冷输出(冷量产生量),C2为热能输入(热量消耗量);(2)单反循环的制冷系数:RKL Co = (C1/C2)*(T1/T2)其中C1为制冷输出(冷量产生量),C2为热能输入(热量消耗量);T1为热源温度,T2为冷池温度;(3)双正循环的制冷系数:RKL Co = (C1/C2)*P1/P2其中C1为制冷输出(冷量产生量),C2为热能输入(热量消耗量);P1为热源压力,P2为冷池压力;(4)双反循环的制冷系数:RKL Co = (C1/C2)*(T1/T2)*P1/P2其中C1为制冷输出(冷量产生量),C2为热能输入(热量消耗量);T1为热源温度,T2为冷池温度;P1为热源压力,P2为冷池压力;四、制冷系数应用利用制冷系数可以预测RKL系统的节能性能,因此它可用于评价RKL系统的效能。
逆卡诺循环
![逆卡诺循环](https://img.taocdn.com/s3/m/4fd1d8f4c67da26925c52cc58bd63186bceb9233.png)
逆卡诺循环
逆卡诺循环是一种热力学循环过程,与卡诺循环相反,是一种在制冷系统中应用的理论循环模型。
逆卡诺循环利用外界的能量从低温物体中吸收热量,经过内部的热量转换后,将高温物体释放的热量排出,实现对低温物体的制冷效果。
本文将介绍逆卡诺循环的工作原理、热力学模型以及在制冷领域的应用。
工作原理
逆卡诺循环由四个基本步骤组成:蒸发、压缩、冷凝和膨胀。
首先,制冷剂在低温环境下蒸发成为低压低温的蒸汽,吸收外界的热量。
接着,这些低温蒸汽被压缩成为高压高温的气体,同时释放出热量。
冷凝过程将这种高温气体冷却成为高压液体,排出热量。
最后,通过膨胀过程,高压液体恢复为低压低温的状态,准备进入下一个循环。
热力学模型
逆卡诺循环可以用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等部件组成。
在这个循环中,热量的移动和能量转换是基于热力学定律的。
通过控制制冷剂在不同环节的压力、温度和状态,可以实现对低温物体的制冷效果。
在制冷领域的应用
逆卡诺循环在制冷系统中有着广泛的应用。
从家用冰箱到工业制冷设备,逆卡诺循环提供了一种高效的制冷方法。
通过不断优化循环中的参数和改进制冷剂的特性,可以提高制冷系统的效率和能耗性能,减少对环境的影响。
总的来说,逆卡诺循环是一种能够实现低温物体制冷的重要热力学过程。
通过深入研究和不断创新,逆卡诺循环在制冷领域将会发挥越来越重要的作用,为人类提供更加便利和高效的冷链服务。
希望本文对读者对逆卡诺循环有更深入的了解,同时也能激发更多人对于制冷技术的兴趣和研究。
空气能逆卡诺原理
![空气能逆卡诺原理](https://img.taocdn.com/s3/m/7cca0473e418964bcf84b9d528ea81c758f52e37.png)
空气能逆卡诺原理1. 空气能逆卡诺原理简介逆卡诺原理是热力学中的一个基本原理,它描述了一个理想的热机的性能上限。
而空气能逆卡诺原理则是在逆卡诺原理的基础上,特指利用空气能进行能量转换的过程。
本文将深入探讨空气能逆卡诺原理的工作原理、应用以及优缺点等方面。
2. 空气能逆卡诺原理的工作原理空气能逆卡诺原理是建立在逆卡诺循环基础上的。
逆卡诺循环是由四个过程组成的理想循环,包括等温膨胀、等熵膨胀、等温压缩和等熵压缩。
其基本原理是:通过压缩空气并使其升温,然后通过膨胀阶段将其冷却,最后回收剩余热量以实现能量转换。
2.1 等温膨胀过程在等温膨胀过程中,空气从低温热源吸热并膨胀,压力和温度保持不变。
这一过程是通过将空气暴露在外部环境中进行来实现的。
2.2 等熵膨胀过程等熵膨胀过程是指空气在绝热条件下膨胀,压力和温度均发生变化。
在这个阶段,空气逐渐降温,并且其内部能量减少。
2.3 等温压缩过程等温压缩过程是指将已经膨胀的空气压缩并使其升温,压力和温度均保持不变。
这一过程是通过外部热源向空气传热来实现的。
2.4 等熵压缩过程等熵压缩过程是指在绝热条件下将空气进一步压缩,压力和温度均发生变化。
在这个阶段,空气逐渐升温,并且其内部能量增加。
3. 空气能逆卡诺的应用空气能逆卡诺原理在实际中有许多应用,以下列举了其中几个常见的应用领域:3.1 空气能热水器空气能热水器是利用空气能逆卡诺原理将空气中的热能转化为热水的设备。
通过对外部空气的压缩和膨胀过程,将空气中的热量转移到热水中,实现热能的转换。
3.2 空气能汽车空调空气能逆卡诺原理也可以应用于汽车空调系统中。
通过将外部空气的热能转化为冷却剂的冷能,实现汽车空调系统的制冷效果。
这样既可以提高汽车空调系统的效能,又可以减少对环境的负面影响。
3.3 空气能制冷设备利用空气能逆卡诺原理,可以设计制冷设备,将外部空气中的热能转化为冷能。
这种设备在冷链运输、食品冷藏等领域有着广泛的应用。
逆卡诺循环原理
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逆卡诺循环原理
逆卡诺循环是一种理想的热力循环过程,它是基于卡诺循环的逆过程而得到的。
逆卡诺循环在工程实践中有着广泛的应用,特别是在制冷和空调系统中。
了解逆卡诺循环的原理对于工程师和研究人员来说是非常重要的,因此本文将对逆卡诺循环的原理进行详细的介绍。
逆卡诺循环是一种在热力学上非常理想化的循环过程,它由两个等温过程和两
个绝热过程组成。
在逆卡诺循环中,工质会依次经历膨胀、冷却、压缩和加热这四个过程,最终完成一个循环。
逆卡诺循环的效率比任何其他循环都要高,这使得它成为热力学研究和工程实践中的重要课题。
在逆卡诺循环中,热量是从低温热源吸收的,然后通过压缩和加热的过程将热
量释放到高温热源。
逆卡诺循环的效率可以用1减去低温热源温度与高温热源温度之比来表示,这个比值也被称为逆卡诺循环的热效率。
逆卡诺循环的热效率随着温度差的增大而增大,这也是为什么制冷系统通常会选择低温制冷剂的原因之一。
逆卡诺循环的原理可以通过热力学的基本方程和热力学循环的分析来理解。
在
逆卡诺循环中,工质在不同温度下的状态可以通过热力学方程来描述,而循环过程中的热量交换则可以通过热力学循环的分析来计算。
通过对逆卡诺循环的原理进行深入的研究,我们可以更好地理解制冷和空调系统的工作原理,从而为工程实践提供更好的指导。
总的来说,逆卡诺循环是一种非常重要的热力学循环过程,它在工程实践中有
着广泛的应用。
通过对逆卡诺循环的原理进行深入的研究,我们可以更好地理解制冷和空调系统的工作原理,为工程实践提供更好的指导。
希望本文能够帮助读者更好地理解逆卡诺循环的原理,为相关领域的研究和工程实践提供帮助。
卡诺循环的原理及应用
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卡诺循环的原理及应用卡诺循环是热力学中一种理想的可逆热机循环,它由两个等温过程和两个绝热过程组成。
在这个循环中,热量从高温热源吸收,部分转化为功,其余的热量被排出到低温热源。
卡诺循环不仅是理论分析中的重要工具,还是实际工程中的基础。
一、卡诺循环的原理卡诺循环是在理想条件下进行的,其中涉及一系列假设和约束,以实现完全可逆的热力学循环。
它由两个等温过程和两个绝热过程组成。
以下是卡诺循环的四个步骤:1. 等温膨胀过程:系统与高温热源接触,在此过程中温度保持不变,系统吸收热量Q1,外界对系统进行功W1,系统的内能发生变化。
2. 绝热膨胀过程:系统与外界无热交换,在此过程中无热量传递,系统对外界做功W2,系统的内能发生变化。
3. 等温压缩过程:系统与低温热源接触,在此过程中温度保持不变,系统释放热量Q2,外界对系统做功W3,系统的内能发生变化。
4. 绝热压缩过程:系统与外界无热交换,在此过程中无热量传递,系统对外界做功W4,系统的内能发生变化。
卡诺循环的关键在于两个等温过程中的熵变为零,即系统与热源间的温差无限小。
由于卡诺循环是可逆的,它提供了理想的性能上限。
二、卡诺循环的应用1. 热机效率:卡诺循环的热机效率(η)是指从高温热源吸热Q1中产生的净功W净所占比例。
根据卡诺循环的理论,热机效率可以表达为η = 1 - Q2 / Q1,其中Q2是由系统排放的热量。
卡诺循环为其他热机提供了最高效率的参考。
2. 制冷与空调系统:卡诺循环的逆过程被应用于制冷与空调系统中。
这些系统中的压缩机和膨胀阀等设备利用制冷剂进行循环过程,达到从低温区域吸热,向高温区域释放热量的效果。
通过优化制冷循环,系统可以提高效率,降低能耗。
3. 热泵系统:热泵系统是一种利用外部能源将热量从低温环境转移到高温环境的装置。
卡诺循环的逆过程被应用于热泵系统中,通过压缩和膨胀过程实现热量的转移。
热泵系统广泛用于供暖、制热水和空调。
4. 热力学分析:卡诺循环是热力学分析中常用的参考模型,用于研究其他由热源和工作物质组成的热力学系统。
逆卡诺循环原理范文
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逆卡诺循环原理范文
逆卡诺循环(Reverse Carnot Cycle)是卡诺循环的逆过程,也是一种理想的热力循环模型。
它是由法国工程师尼古拉斯·卡诺在19世纪提出的,用于分析热机的性能和效率。
逆卡诺循环是建立在以下几个基本假设上的:
1.热机是完全可逆的,即没有任何能量损失。
2.工作物质是一个理想的气体,其状态方程服从理想气体定律。
3.热机的热源温度是恒定的。
4.热机的冷源温度也是恒定的。
1.等温膨胀:在此过程中,热机从高温恒温热源吸收热量,并将其转化为机械功。
此时,热机的温度保持恒定,而内能和熵增加。
2.绝热膨胀:接下来,热机与冷源接触,导致其温度下降。
在绝热过程中,热机没有与外界接触,也没有热量交换,因此内能和熵保持恒定。
3.等温压缩:在此过程中,热机从冷源吸收热量,并将其转化为机械功。
温度保持恒定,而内能和熵减少。
4.绝热压缩:最后,热机再次与热源接触,使其温度升高。
在绝热过程中,内能和熵保持恒定。
η=(Q_h-Q_c)/Q_h
其中,η为热机的效率,Q_h为热机从高温热源吸收的热量,Q_c为热机释放给冷源的热量。
尽管不能实现完全可逆性,逆卡诺循环仍然被广泛用于热力学和热工学中的分析和计算。
通过比较实际热力循环与逆卡诺循环,可以评估系统的效率,找出提高能源利用率的方法和策略。
总而言之,逆卡诺循环是一个理论模型,用于理解和分析热力循环的性能。
它提供了一个理想化的参考标准来评估实际热力循环的效率,并为寻找提高能源利用率的方法和策略提供了指导。
逆向卡诺循环.ppt
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'
'
在不可逆循环中,制冷系数
11
二、热泵循环
• 区别主要有两点: 1. 两者的目的不同。
2. 两者的工作温区往
往有所不同。
12
用于表示热泵效率的指标称为热泵系数或供热系 数,其定义为:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
QH W
QH——热泵向高温热源的输送热量(kW), W——热泵机组消耗的外功(kW)。 由式(1-21)可得:
7
qq 0 w
根据热力学第一定律,可写出制冷 机的热平衡式:
qq 0 w
(1—1)
式中 q、q0和w是传递、取出 的单位热量和消耗的单位机械功 (kJ/kg)。
8
根据热力系统,可逆变化过程中熵的变量等于零这一 热力学原理,可以写出逆向卡诺循环的熵变公式:
q qq 11 0 w 0 q 0 w s ' q 0 (1—2) 0 系统 ' ' ' ' ' ' TT T T TT 0 0 T 0
式中W为逆向卡诺循环所消耗的机械功,它等于压缩时 所消耗的功Wk减去膨胀时所作的功Wp,即W=Wk—Wp。因为按 逆向卡诺循环工作的制冷机,它所消耗的功为最小功,由式 (1—2)可得:
T' w min q 0 ' 1 T 0
(1—3)
9
制冷系数
在制冷循环中,制冷剂从被冷却物体中所制取的冷量q0 与所消耗的机械功w之比值称为制冷系数,用代号ε表示:
Q W H Q L 1 1 W W
热泵是一种节能产品!
13
第三章
逆卡诺循环
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逆卡诺循环一种被称作冷媒的低沸点工质在制冷四大部件中循环。
四大部件分别为,压缩机,冷凝器,节流阀,蒸发器。
低压气态工质进入压缩机,经过压缩成为高温高压气体,这时工质沸点随压力升高也升高(就像水在海平面烧开时温度最高的性质一样)。
高沸点的工质进入冷凝器开始液化,这时工质放出热量,变成液体。
接下来在进入蒸发器前先经过节流阀,节流阀又使工质压力降低,压力降低的工质在蒸发器中又开始蒸发,这时工质吸收热量,又变为低压的气体。
再进入压缩机,冷媒就这样一直循环下去。
通过以上冷媒的气化和液化的过程,热量从蒸发器被转移到了冷凝器。
家用空调蒸发器在室内,冷凝器在室外来实现制冷。
冰箱蒸发器在冷冻室内,冷凝器在外面散热,也就是以前老冰箱在外面能看到的盘管。
万维网万维网万维网最简单的制冷由四大要件组成:①压缩机;②冷凝器;③节流阀;④蒸发器;我们日常使用的电冰箱,正好由这四要件加上箱体组成,箱体就好像冷库。
不过电冰箱上的③节流阀在技术上由相同作用的毛细管替代。
首先讲讲什么叫制冷。
制冷两字只能说是技术上的术语,严格讲是错误的,世界上没有那国的科学家能制造出“冷”来。
那到底什么是冷,先举例说明:在寒冬腊月,气温降到-5℃,我们说今天天气真冷,可东北人说不冷;在大伏天,气温在+32℃时,我们会说不算热,但气温突然降到+25℃,我们会说太冷了;这冷是随着人的常识来定的,在物理学中没有冷的定义。
在工程中冷是跟着生产需要而定的。
如老总问,冷库打冷了吗?你说打冷了,这个冷是指-18℃;老总问,水果库温度稳定吗?你说很稳定,这回答的含义是水果库温度稳定在±0℃了,这是我们这个行业对冷的定义。
但是我们还是把这种利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷,这就是术语。
什么叫制冷,比如我们将装有一公斤20℃冷水的水壶放到一块烧到500℃的铁板上,没有多久水就开了,如果不拿开水壶,不多久水就干了。
大家和说钢板在对水加热,反过来也可以说水在对钢板降温。
逆卡诺原理
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逆卡诺原理
逆卡诺原理,也被称为卡诺热机的逆转过程,是热力学中的重要原理之一。
它是基于卡诺循环的工作原理展开的,通过逆转卡诺循环的运行过程,可以得出以下结论:不能通过单一的热源和冷源之间的温差来实现功的完全转化为热量。
在卡诺循环中,热机从高温热源吸收热量,部分转化为功,剩余的热量被排放到低温冷源中。
逆卡诺原理指出,如果将热机按照相反的方式运行,即由外界输入一定的功,然后将部分热量排放到高温热源中,剩余的热量吸收自低温冷源,那么这个过程将是不可逆的。
逆卡诺原理的核心是热力学第二定律,它规定了自然界中存在着一种热物质的流动,从高温到低温的方向,而不会发生相反的流动。
这种热物质流动的方向是由熵增原理所决定的,即总熵必定增加或保持不变。
逆卡诺原理的应用范围十分广泛。
在工程领域,逆卡诺原理指导着热机的设计和优化,帮助工程师们提高能源的利用效率。
在热力学研究中,逆卡诺原理也被用来解释一些重要的热力学现象,如热传导、热辐射等。
总之,逆卡诺原理是热力学中的基本原理之一,它揭示了热机工作过程中不能完全将热量转化为功的原因。
这一原理的理解和应用对于能源利用和热力学研究具有重要意义。
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第1章空调制冷原理与基础采用压缩机使气态制冷剂增压的制冷机称蒸气压缩式制冷机(简称蒸气制冷机)。
对制冷剂蒸气只进行一次压缩,称为蒸气单级压缩。
单级蒸气压缩式制冷机是目前应用最广泛的一种制冷机。
这类制冷机设备比较紧凑,可以制成大、中、小型,以适应不同场合的需要,能达到的制冷温度范围比较宽广,从稍低于环境温度至-150℃,在普通制冷温度范围内具有较高的循环效率,被广泛地应用于国民经济的各个领域中。
蒸气压缩式制冷循环,根据实际应用有单级、多级、复叠式等循环之分,在各种蒸气压缩式制冷机中,单级压缩制冷机应用最广,是构成其他蒸气压缩式制冷机的基础,据不完全统计,全世界单级蒸气压缩式制冷机的数量是制冷机总数的75%以上。
因此,我们的介绍主要针对单级压缩式制冷机。
1.单级蒸气压缩式制冷循环——逆卡诺循环在日常生活中我们都有这样的体会,如果给皮肤上涂抹酒精液体时,就会发现皮肤上的酒精很快干掉,并给皮肤带来凉快的感觉,这是什么原因呢?这是因为酒精由液体变为气体时吸收了皮肤上热量的缘故。
由此可见,液体汽化时要从周围物体吸收热量。
单级蒸气压缩式制冷,就是利用制冷剂由液体状态汽化为蒸气状态过程中吸收热量,被冷却介质因失去热量而降低温度,达到制冷的目的。
制冷剂1.1 逆卡诺循环——理想制冷循环几个概念焓h=U+PV 表示工质流动能和内能之和。
熵S=△Q/T 表示工质热量变化与工质温度之商。
温熵图它由两个等温过程和两个绝热过程组成。
假设低温热源(即被冷却物体)的温度为T0,高温热源(即环境介质)的温度为T k, 则工质的温度在吸热过程中为T0,在放热过程中为T k, 就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差,即传热是在等温下进行的,压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行的。
其循环过程为:首先工质在T0下从冷源(即被冷却物体)吸取热量q0,并进行等温膨胀4-1,然后通过绝热压缩1-2,使其温度由T0升高至环境介质的温度T k, 再在T k下进行等温压缩2-3,并向环境介质(即高温热源)放出热量q k, 最后再进行绝热膨胀3-4,使其温度由T k降至T0即使工质回到初始状态4,从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环来说,由图可知:q0=T0(S1-S4)q k=T k(S2-S3)=T k(S1-S4)w0=q k-q0=T k(S1-S4)-T0(S1-S4)=(T k-T0)(S1-S4)则逆卡诺循环制冷系数εk为:εk= w0/ q k=(T k-T0) / T k由上式可见,逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关,只取决于冷源(即被冷却物体)的温度T0和热源(即环境介质)的温度T k;降低T k,提高T0,均可提高制冷系数。
此外,由热力学第二定律还可以证明:“在给定的冷源和热源温度范围内工作的逆循环,以逆卡诺循环的制冷系数为最高”。
任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
1.2 制冷循环过程根据蒸气压缩式制冷原理构成的单级蒸气压缩式制冷循环系统,是由不同直径的管道和在其中制冷剂会发生不同状态变化的部件组成,串接成一个封闭的循环回路,在系统回路中装入制冷剂,制冷剂在这个循环回路中能够不停地循环流动,即称为制冷循环系统。
制冷剂在流经制冷循环系统的各相关部位,将发生由液态变为气态,再由气态变为液态的重复性的不断变化。
利用制冷剂汽化时吸收其他物质的热量,冷凝时向其他介质放出热量的性质,当制冷剂汽化吸热时,某物质必然放出热量而使其温度下降,这样就达到了制冷的目的。
依照上述要求,蒸气压缩式制冷循环系统如图1-1所示。
蒸气压缩制冷循环系统主要由四大部件组成,即压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器,用不同直径的管道把它们串接起来,就形成了一个能使制冷剂循环流动的封闭系统。
制冷压缩机由原动机如电机拖动而工作,不断地抽吸蒸发器中的制冷剂蒸气,压缩成高压(p k)、过热蒸气而排出并送入冷凝器,正是由于这一高压存在,使制冷剂蒸气在冷凝器中放出热量,把热量传递给周围的环境介质−−水或空气,从而使制冷剂蒸气冷凝成液体,当然,制冷剂蒸气冷凝时的温度一定要高于周围介质的温度。
冷凝后的液体仍处于高压状态,流经节流元件进入蒸发器。
制冷剂在节流元件中,从入口端的高压p k降低到低压p0,从高温t k降低到t0,并出现少量液体汽化变为蒸气。
1.3 制冷系统四大部件1.制冷压缩机制冷压缩机是制冷循环的动力,它由原动机如电机拖动而工作,它除了及时抽出蒸发器内蒸气,维持低温低压外,作用之二是通过压缩作用提高制冷剂蒸气的压力和温度,创造将制冷剂蒸气的热量向外界环境介质转移的条件。
即将低温低压制冷剂蒸气压缩至高温高压状态,以便能用常温的空气或水作冷却介质来冷凝制冷剂蒸气。
2.冷凝器冷凝器是一个热交换设备,作用是利用环境冷却介质空气或水,将来自制冷压缩机的高温高压制冷蒸气的热量带走,使高温高压制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体。
冷凝器向冷却介质散发热量的多少,与冷凝器的面积大小成正比,与制冷剂蒸气温度和冷却介质温度之间的温度差成正比。
所以,要散发一定的热量,就需要足够大的冷凝器面积,也需要一定的换热温度差。
3.节流元件高压常温的制冷剂液体不能直接送入低温低压的蒸发器。
根据饱和压力与饱和温度一一对应原理,降低制冷剂液体的压力,从而降低制冷剂液体的温度。
将高压常温的制冷剂液体通过降压装置−−节流元件,得到低温低压制冷剂,再送入蒸发器吸热汽化。
目前,蒸气压缩式制冷系统中常用的节流元件有膨胀阀和毛细管。
4.蒸发器蒸发器也是一个热交换设备。
节流后的低温低压制冷剂液体在其内蒸发(沸腾)变为蒸气,吸收被冷却介质的热量,使被冷却介质温度下降,达到制冷的目的。
蒸发器吸收热量的多少与蒸发器的面积大小成正比,与制冷剂的蒸发温度和被冷却介质温度之间的温度差成正比。
当然,也与蒸发器内液体制冷剂的多少有关。
所以,蒸发器要吸收一定的热量,就需要与之相匹配的蒸发器面积,也需要一定的换热温度差,还需要供给蒸发器适量的液体制冷剂。
1.4 制冷剂的变化过程制冷剂在循环系统中不停地流动,其状态也不断地变化,它在循环系统的每一部位的状态都是各不相同的。
1.制冷剂在制冷压缩机中的变化按压缩机工作原理的要求,制冷剂蒸气由蒸发器的末端进入压缩机吸气口时,应该处于饱和蒸气状态。
但这是很难实现的。
制冷剂的饱和压力和饱和温度存在着一一对应关系,即压力越高温度越高,压力越低温度越低。
其饱和压力值和饱和温度值的对应关系,可从各种制冷剂的热力性质表中查阅。
制冷剂蒸气在压缩机中被压缩成过热蒸气,压力由蒸发压力p0升高到冷凝压力p k。
由于压缩过程是在瞬间完成的,制冷剂蒸气与外界几乎来不及发生热量交换压缩就已完成,所以称为绝热压缩过程。
蒸气的被压缩是由于外界施给能量而实现的,即外界的能量对制冷剂做功,这就使得制冷剂蒸气的温度再进一步升高,使蒸气进一步过热。
即压缩机排出的蒸气温度高于冷凝温度。
2.制冷剂在冷凝器中的变化过热蒸气进入冷凝器后,在压力不变的条件下,先是散发出一部分热量,使制冷剂过热蒸气冷却成饱和蒸气。
然后饱和蒸气在等温条件下,继续放出热量而冷凝产生了饱和液体。
继续不断地冷凝,饱和液体会越来越多,饱和蒸气越来越少,最终会把制冷剂蒸气全部冷凝为饱和液体,这时饱和液体仍维持冷凝压力p k和冷凝温度t k。
冷凝温度t k由设备的工况条件确定,对应的冷凝压力可从该制冷剂的热力性质表中查阅。
3.制冷剂在节流元件中的变化饱和液体制冷剂经过节流元件,由冷凝压力p k降至蒸发压力p0,温度由t k降至t0。
由节流元件出口流出的制冷剂变为液体约占80%、气体约占20%的两相混合状态,这其中少量蒸气的产生,是由于压力下降液体膨胀而出现的闪发气体,汽化时吸收的热量来源于制冷剂本身,与外界几乎不存在热量的交换,故称为绝热膨胀过程。
4.制冷剂在蒸发器中的变化以液体为主的两相状态的制冷剂,流人蒸发器内吸收被冷却介质的热量而不断汽化,制冷剂在等压等温条件下的不断汽化,使得液体越来越少,蒸气越来越多,直到制冷剂液体全部汽化变为饱和蒸气时,又重新流回到压缩机的吸气口,再次被压缩机吸入、压缩、排出,进入下一次循环。
以上是制冷剂的一个完整的状态变化过程,也称为一个完整的制冷循环过程。
正是由于制冷循环的存在和制冷剂的合理状态变化,通过制冷剂的流动,实现了在蒸发器周围吸收热量,在冷凝器周围又放出热量,起到了把热量搬运、转移的作用,达到蒸发器周围温度下降,即制冷的目的。
1.5 单级蒸气压缩式制冷理论循环1 单级蒸气压缩式制冷理论循环实际的制冷循环极为复杂,难以获得完全真实的全部状态参数。
因此,在分析和计算单级蒸气压缩式制冷循环时,通常采用理论制冷循环。
1.理论循环的假设条件理论循环是建立在以下假设基础上:1)压缩过程为等熵过程,即在压缩过程中不存在任何不可逆损失。
2)在冷凝器和蒸发器中,制冷剂的冷凝温度等于冷却介质的温度,蒸发温度等于被冷却介质的温度,且冷凝温度和蒸发温度都是定值。
3)离开蒸发器和进入制冷压缩机的制冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气;离开冷凝器和进入节流元件的液体为冷凝压力下的饱和液体。
4)除节流元件产生节流降压外,制冷剂在设备、管道内的流动没有阻力损失(压力降),与外界环境没有热交换。
5)节流过程为绝热过程,即与外界不发生热交换。
2.制冷剂的压焓图为了对蒸气压缩式制冷循环有一个全面的认识,不仅要知道循环中每一个过程,而且要了解各个过程之间的关系以及某一过程发生变化时对其它过程的影响。
在制冷循环的分析和计算中,通常借助于压焓图,可使整个循环问题简化,并可以看到循环中各状态的变化以及这些变化对循环的影响。
压焓图的结构如图1-2所示。
以绝对压力为纵坐标(为了缩小图的尺寸,提高低压区域的精度,通常纵坐标取对数坐标),以焓值为横坐标。
其中有:三区:液相区、两相区、气相区。
五态:过冷液状态、饱和液状态、湿蒸气状态、饱和蒸气状态、过热蒸气状态。
八线:等压线p (水平线),等焓线h (垂直线),饱和液线a ,饱和蒸气线b ,无数条等干度线x (只存在于湿蒸气区域内,其方向大致与饱和液体线或饱和蒸气线相近,视干度大小而定),等熵线s (向右上方倾斜的实线),等比体积线v (向右上方倾斜的虚线,比等熵线平坦),等温线t (液体区几乎为垂直线。
两相区内,因制冷剂状态的变化是在等压、等温下进行,故等温线与等压线重合,是水平线。
过热蒸气区为向右下方弯曲的倾斜线)。
在温度、压力、比体积、比焓、比熵、干度等参数中,只要知道其中任意两个状态参数,就可以在压焓图中确定过热蒸气及过冷液体的状态点,其它状态参数便可直接从图中读出。
对于饱和蒸气及饱和液体,只需知道一个状态参数就能确定其状态。
3.理论循环过程在压焓图上的表示 根据理论循环的假设条件,单级蒸气压缩式制冷理论循环工作过程,在压焓图上的表示如图1-3所示。