建环《制冷原理与设备》课程 部分思考题、练习题参考解答 08年10月 一、判断题 1．湿蒸气的干度×越大，湿蒸气距干饱和的距离越远。 (×) 2．制冷剂蒸气的压力和温度间存在着一一对应关系。 (×) 3．低温热源的温度越低，高温热源的温度越高，制冷循环的制冷系数就越大。(×) 4．同一工质的汽化潜热随压力的升高而变小。(√) 5．描述系统状态的物理量称为状态参数。 (√) 6．系统从某一状态出发经历一系列状态变化又回到初态，这种封闭的热力过程称为热力循环。 (√) 7．为了克服局部阻力而消耗的单位质量流体机械能，称为沿程损失。(×) 8．工程上用雷诺数来判别流体的流态，当Re＜ 2000时为紊流。 (×) 9．流体在管道中流动时，沿管径向分成许多流层，中心处流速最大，管壁处流速为零。(√) 10．表压力代表流体内某点处的实际压力。 (×) 11．流体的沿程损失与管段的长度成正比，也称为长度损失。 (√) 12．使冷热两种流体直接接触进行换热的换热器称为混合式换热器。 (×) 13．制冷剂R717、R12是高温低压制冷剂。 (×) 14．氟利昂中的氟是破坏大气臭氧层的罪魁祸首。 (×) 15．混合制冷剂有共沸溶液和非共沸溶液之分。 (√) 16．氟利昂的特性是化学性质稳定，不会燃烧爆炸，不腐蚀金属．不溶于油。 (×) 17．《蒙特利尔议定书》规定发达国家在2030年停用过渡性物质HCFC。 (√) 18．二元溶液的定压汽化过程是降温过程，而其定压冷凝过程是升温过程。 (×) 19．工质中对沸点低的物质称作吸收剂，沸点高的物质称作制冷剂。 (×) 20．盐水的凝固温度随其盐的质量分数的增加而降低。 (×) 21．R12属于CFC类物质，R22属于HCFC类物质，R134a属于HFC类物质。 (√) 22．CFC类、HCFC类物质对大气臭氧层均有破坏作用，而HFC类物质对大气臭氧层没有破坏作用。 (√) 23．市场上出售的所谓“无氟冰箱”就是没有采用氟利昂作为制冷剂的冰箱。 (×) 24．R134a的热力性质与R12很接近，在使用R12的制冷装置中，可使用R134a替代R12而不需对原设备作任何改动。 (√) 25．比热容是衡量载冷剂性能优劣的重要指标之一。 (×) 26．对蒸气压缩式制冷循环，节流前制冷剂的过冷可提高循环的制冷系数。 (√) 27．半导体制冷效率较低，制冷温度达不到0℃以下温度。 (×) 28．压缩制冷剂要求“干压缩”，是指必须在干度线X＝1时进行压缩。 (×) 29．螺杆式压编机和离心式压缩机都能实现无级能量调节。 (√) 30．当制冷量大干15KW时，螺杆式压缩机的制冷效率最好。 (√) 31．风冷冷凝器空气侧的平均传热温差通常取4~6℃。 (×) 32．满液式蒸发器的传热系数低于干式蒸发器。 (×) 33．两级氟利昂制冷系统多采用一级节流中间完全冷却循环。 (×)
水在制冷中是制冷剂还是载冷剂? 最近很多人会问水在制冷中是制冷剂还是载冷剂?什么是载冷剂呢？以间接冷却方式工作的制冷装置中，将被冷却物体的热量传给正在蒸发的制冷剂的物质称为载冷剂。载冷剂通常为液体，在传送热量过程中一般不发生相变。但也有些载冷剂为气体，或者液固混合物，如二元冰等。常用的载冷剂有:水、盐水、乙二醇或丙二醇溶液、二氯甲烷和三氯乙烯，一般不包括一氟二氯甲烷，这个通常作为制冷剂，只有在直接制冷时，才使用制冷剂作为载冷剂。所以水是载冷剂。 但是，水虽然是载冷剂但它的载冷效果以及防腐蚀效果是非常不好的，水的冰点非常低，用它来传递冷量是不行的，一旦温度过低就会结冰冻结管路。在传递热量方面，又有很多优质的替代品来替代水，所以水在制冷行业的受欢迎度并不高。给大家讲完水在制冷中是制冷剂还是载冷剂这一问题，下面为大家推荐一些优秀的载冷剂厂家，以防大家受骗。 说起专业载冷剂生产厂家，有这样一家企业，冰河集团，公元1994年12月6日，公司成立。目前，以冰河资产管理（朝阳）有限公司为母公司的冰河集团，旗下拥有冰河冷媒有限公司、光达化工有限公司、永胜仓储有限公司、冰河传热介质检测有限公司、辽宁省工程技术中心...公司研发中心属于辽宁省工程技术中心，设有辽宁省液态传热介质实验室，冰河传热介质检测中心，拥有国内唯一、对超低温传热介质各项理化指标进行全面检测的能力。公司主导产品冰河冷媒应用于制冷行业，彻底解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、
污染环境的三大难题。产品达到世界先进水平，先后获得中国发明专利、2000年省科学技术奖、2005年国家重点新产品、2015年省优秀新产品一等奖，入围2016年中国创新创业大赛行业总决赛。目前，公司拥有大庆石化、东北制药、雪花啤酒、清华同方、陕西航天动力和中科院化学物理所等2000多家长期合作伙伴。今天，公司上下正在以“员工幸福、企业长青、国家富强”为愿景，以“百年老店”为目标，百折不挠，齐心协力，向着那个美好的明天迈进！
1. 什么是烃类热裂解？ 答：烃类的热裂解是将石油系烃类燃料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类。 2.烃类热裂解制乙烯可以分为哪两大部分？ 答：烃类热裂制乙烯的生产工艺可以分为原料烃的热裂解、裂解产物的分离两部分。 3. 在烃类热裂解系统内，什么是一次反应？什么是二次反应？ 答：一次反应是指原料烃裂解（脱氢和断链），生成目的产物乙烯、丙烯等低级烯烃的反应，是应促使其充分进行的反应； 二次反应则是指一次反应产物（乙烯、丙烯等）继续发生的后续反应，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应，是尽可能抑制其进行的反应。 4. 用来评价裂解燃料性质的4个指标是什么？ 答：评价裂解燃料性质的4个指标如下： （1）族组成—PONA值，PONA值是一个表征各种液体原料裂解性能的有实用价值的参数。 P—烷烃（Paraffin）；O—烯烃（Olefin）； N—环烷烃（Naphtene）；A—芳烃（Aromatics）。 （2）氢含量，根据氢含量既可判断该原料可能达到的裂解深度，也可评价该原料裂解所得C4和C4以下轻烃的收率。 氢含量可以用裂解原料中所含氢的质量百分数表示，也可以用裂解原料中C 与H的质量比（称为碳氢比）表示。 （3）特性因数—K，K是表示烃类和石油馏分化学性质的一种参数。 K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低，它反映了烃的氢饱和程度。 （4）关联指数—BMCI值，BMCI值是表示油品芳烃含量的指数。关联指数愈大，则表示油品的芳烃含量愈高。
5. 温度和停留时间如何影响裂解反应结果？ 答：（1）高温： 从裂解反应的化学平衡角度，提高裂解温度有利于生成乙烯的反应，并相对减少乙烯消失的反应，因而有利于提高裂解的选择性； 根据裂解反应的动力学，提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度，提高乙烯收率。 （2）短停留时间： 从化学平衡的角度：如使裂解反应进行到平衡，由于二次反应的发生，所得烯烃很少，最后生成大量的氢和碳。为获得尽可能多的烯烃，必须采用尽可能短的停留时间进行裂解反应。 从动力学的角度：由于有二次反应的竞争，对每种原料都有一个最大乙烯收率的适宜停留时间。 温度--停留时间对产品收率影响 （a）对于给定原料，相同裂解深度时，提高温度，缩短停留时间，可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦。 （b）高温-短停留时间可抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低。 （c）高温-短停留时间可使炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大。 6.提高反应温度的技术关键在何处？应解决什么问题才能最大限度提高裂解温度？ 答：裂解反应的技术关键之一是采用高温-短停留时间的工艺技术。提高裂解温度，必须提高炉管管壁温度，而此温度受到炉管材质的限制。因此，研制新型的耐热合金钢是提高反应温度的技术关键。 当炉管材质确定后，可采用： （1）缩短管长（实际上是减少管程数）来实现短停留时间操作，才能最大限度提高裂解温度。 （2）改进辐射盘管的结构，采用单排分支变径管、混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐射盘管，这些改进措施，采用缩小管径以
第2讲：制冷剂、载冷剂、冷冻机油 §2-1 制冷剂 制冷剂又称制冷工质，用英文单词（Refrigcrant）的首位字母“R”作为代号。它是一种在制冷循环过程中利用液体气化吸收热量，又在外功的作用下，把气体液化放出的热量传给周围介质的物质。它易于气化，又易于液化。在制冷装置中，没有制冷剂就无法实现制冷。 高压制冷剂。按可燃性和毒性分类，分为不可燃、可燃、易燃、低毒、高毒等组别。
●制冷剂的选用原则 制冷剂应具备一些基本要求，可以从热力学、物理化学、安全和经济等方面来考虑。 （1）热力学的要求 ①在大气压下，制冷工质的蒸发温度（沸点）t0要低。这样不仅可以获取比较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度t0下，使其蒸发压力P0高于大气压力，以避免空气进入制冷系统影响换热设备的换热效果和设备的使用寿命。同时，在一定的蒸发温度下，蒸发压力高于大气压力，系统一旦发生泄漏时容易发现。 ②要求制冷剂在常温条件下，要有比较低的冷凝压力P k，以免对处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排出管道等设备的强度要求过高。 通常按正常蒸发温度t0和常温下的冷凝压力P k将制冷工质分为以下三种： a.高温制冷工质（或称低压制冷工质）：t0>0℃,P k<2～3kg/cm2。如R11、R113、R114等，这些制冷剂适用高温环境下空调系统用的离心式压缩机。 b.中温制冷工质（或称中压制冷工质）：0℃>t0>-70℃，P k<15～20 kg/cm2。如氨（R717）、氟利昂12（R12）、氟利昂22（R22）、氟利昂500（R500）、氟利昂502（R502）等，这类制冷剂使用范围比较广，适用于活塞式制冷压缩机制电冰箱、食堂小冷库、空调用制冷系统、大型冷藏库等制冷装置中。 c.低温制冷工质（或称高压制冷工质）：t0<-70℃，P k>20kg/cm2.如氟利昂13(R13)、氟利昂14(R14)、氟利昂23（R23）、氟利昂503（R503）等，这类制冷剂只适用于复叠式制冷装置中的低温部分或在-70℃以下的低温制冷设备。 ③对大中型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量。所谓单位容积制冷量是指压缩机吸入一立方米的制冷剂蒸发所能产生的冷量。 ④制冷剂的临界温度要高些，凝固温度要低些。因为当制冷剂处在临界温度以上时，不会进行相变，所以临界温度高，便于在环境温度下冷凝成液体；凝固温度低，宜制取较低温度，扩大制冷剂的使用范围，减少节流损失，提高制冷系数。 （2）物理化学要求 ①制冷剂的粘度尽可能小，以减小管道流动阻力，提高换热设备的传热强度，有利于制冷剂的循环和降低压缩机的功率消耗，并可缩小系统管径，降低金属消耗量。 ②制冷剂导热系数应当高，以提高换热设备的效率，减少传热面积。 ③与油的互溶性。 ④应具有一定的吸水性，这样就不致予在制冷系统中形成“冰塞”，影响正常运行。（注意：系统中的水分还有可能与氟利昂制冷剂发起化学反应，生成混合沉积物而堵塞。规定：氟利昂中的含水量不得超过0.0025%。） ⑤应具有化学稳定性，不燃烧，不爆炸，使用中不分解，变质。 （3）安全性要求。要求制冷剂对人的健康无损害，无毒性，无刺激性臭味。
水在制冷中是制冷剂还是载冷剂 水在制冷中是载冷剂，载冷剂通常为液态，在传递热量过程中一般不发生相变，常用的载冷剂代用品有水、盐水、酒精、乙二醇与丙二醇、二氯甲烷等。 水：适用于制冷温度在0℃以上的场合，如空气调节设备等。其优点是比热大，导热性能好，缺点是易腐蚀设备。 盐水：即氯化钙或氯化钠水溶液，可用于盐水制冰机和间接冷却的冷藏装置，或冷却袋装食品。氯化钙和氯化钠盐水的优点是价格低廉，来源广泛，但它们对金属有腐蚀。 酒精：作为载冷剂其优点是使用温度低，粘度小，但酒精易燃易爆，同时会锈蚀设备。 乙二醇和丙二醇：性能稳定，与水任意比例互溶，其溶液的凝固温度随浓度而改变，通常用它们的水溶液作为载冷剂，适用的温度范围为-35℃以上。作为载冷剂此两种二元醇低温粘度大，锈蚀金属。 二氯甲烷：通常液体二氯甲烷常用来做低温载冷剂，其凝固温度为-97℃，其优点是粘度小，流动性能和，缺点是沸点低，易挥发，易冰堵。 专业载冷剂冰河冷媒：替代载冷剂代用品盐水、乙二醇、二氯甲烷等，彻底解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。产品达到世界先进水平。 冰河冷媒2001年获得辽宁省科学技术奖；2002年被国家质检总
局评为用户放心品牌；2005年，LM冰河冷媒被科技部、商务部、国家质检总局、国家环保总局联合确认为国家重点新产品； 2006年获得辽宁省企业技术常新成果展览会最佳创新产品奖；2014年LM冰河冷媒获辽宁省优秀新产品一等奖，入围2016年中国创新创业大赛行业总决赛，2017年获朝阳市名牌产品称号，2018年获辽宁省名牌产品称号，冰河商标为辽宁省著名商标。 目前，该公司拥有医药、化工、食品、冷冻冷藏等领域2000多家长期合作伙伴。
制冷剂与载冷剂流向 载冷剂是在间接冷却的制冷装置中，将被冷却系统的热量传递给正在蒸发的制冷剂的物质。也称为二次制冷剂。载冷剂与制冷剂统称为冷媒，都属于传输冷量的介质。 载冷剂通常为液体，在传递热量过程中一般不发生相变。制冷剂通过相变制冷，将冷量传递给载冷剂，然后再通过泵在常压下将载冷剂的冷量传递给冷库间实现制冷。 载冷剂代用品主要有氯化钙盐水、氯化钠盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、二氯甲烷等。专业载冷剂如冰河冷媒等。 制冷剂，又称、致冷剂、雪种，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。这些物质通常以可逆的相变（如气-液相变）来增大功率。如蒸汽引擎中的蒸汽、制冷机中的雪种等等。一般的蒸汽机在工作时，将蒸汽的热能释放出来，转化为机械能以产生原动力；而制冷机的雪种则用来将低温处的热量传动到高温处。 传统工业及生活中较常见的工作介质是部分卤代烃（尤其是氯氟烃），但由于它们会造成臭氧层空洞而逐渐被淘汰。其他应用较广的工作介质有氨气、二氧化硫和非卤代烃（例如甲烷）。 常见的制冷剂： NH 制冷剂 3 凝固温度 1859年氨作为制冷剂的理论确立，1875年开始用于工业制冷。NH 3 -77.7℃，标准沸点-33.3℃，临界温度132.4℃，临界压力11.52Mpa。常温下冷凝压力一般在 1.1Mpa～1.3Mpa，夏季最高不超过 1.5Mpa，单位容积制冷量约2177KJ/m3。ODP=0，GWP=0。 优点：NH 制冷剂对环境友好性，破坏臭氧层潜能值（ODP）为0、全球气候变暖 3 潜能值(GWP)为0。具有优良的热力学性质，其单位容积制冷量较传统的氟利昂制冷剂大。比重和粘度小。价格便宜、易获得；氨机造价低，由于单个氨机制冷量可达到250 kW甚至更大，而氟机（低温工况）最大为100kW，若要用于大冷量工况，就必须多机并联，因此，在大功率（100kW以上）的情况下，氨机明显较氟并联机组价格低；氨系统若发生泄漏易被发现。
制冷系统中制冷剂指的是载冷剂吗？ 在制冷行业，有这么两大类物质制冷剂和载冷剂，有一些对于这领域不是很了解的人很容易就会弄混，把其工作同一种物质去看待，那么制冷系统中制冷剂指的是载冷剂吗？其实这是不对的，制冷剂和载冷剂是有明显的区别的，接下来我为大家详细的介绍一下，到底如何区分制冷剂和载冷剂。 制冷剂，又称制冷工质，在南方一些地区俗称雪种，是一种在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷机中完成热力循环的工质。它在低温下吸取被冷却物体的热量，然后在较高温度下转移给冷却水或空气。在蒸气压缩式制冷机中，使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂，如氟利昂（饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物），共沸混合工质（由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液）、碳氢化合物（丙烷、乙烯等）、氨等；在气体压缩式制冷机中，使用气体制冷剂，如空气、氢气、氦气等，这些气体在制冷循环中始终为气态；在吸收式制冷机中，使用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质，如氨和水、溴化锂（分子式：LiBr。白色立方晶系结晶或粒状粉末，极易溶于水）和水等；蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂。制冷剂的主要技术指标有饱和蒸气压强、比热、粘度、导热系数、表面张力等。但是作为载冷剂其本身的作用以及参数都和制冷剂有着明显的差别，通过上述的描述我们初步对于制冷剂有了些了解，针对于载冷剂，其实通俗来讲载冷剂不能够制造冷量，它的作用只在于作为一个载体，将冷量进行传递。说白了，载冷剂就是用来制造冷量的，而载冷剂是用来传递冷量的，所以制冷系统中制冷剂指的是载冷剂这一说法是不正确的。所以大家不要混淆。 冰河冷媒科技（北京）有限公司主导产品冰河冷媒应用于制冷行业，彻底解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。
制冷原理考试题答案 一、填空（每空 2 分，共20 分） 1.制冷压缩机、（冷凝器）、节流阀和（蒸发器）,是制冷剂赖以循环制冷所必不 可少的机械设备，构成了最基本的制冷系统。 2?对制冷剂的热力学方面的选择要求，要求制冷剂的沸点要（低），临界温度要（高），凝固温度要（低）。（填高低） 3.在蒸发压缩式制冷系统中，目前广泛采用的制冷剂有（氨）,（氟利昂）,和氟 利昂的混合溶液等。 4?复叠式压缩制冷循环通常是由两个或两个以上（制冷系统）组成的多元复叠制冷循 环。 5?空气压缩式制冷循环的主要热力设备有（空气压缩机）、冷却器、（吸热器）及膨 胀器。 二、名词解释（每题 4 分，共20 分） 1人工制冷。 人工制冷是指用认为的方法（1 分）不断地从被冷却系统（物体或空间）排热至环境介质中 去（1分），从而使被冷却系统达到比环境介质更低的温度（1分），并在必要长的时间内维持所必要的低温的一门工程技术（ 1 分）。 ?共沸溶液类制冷剂 共沸溶液类制冷剂是由两种或两种以上（1 分）互溶的单组分制冷剂（1 分）在常温下按一定的质量或容积比相互混合（2 分）而成的制冷剂。 .载冷剂 载冷剂是在间接冷却的制冷装置中（ 1 分），完成被冷却系统（物体或空间）的热量传递给制冷剂的中间冷却介质（2分），亦称为第二制冷剂（1分）。 ?热力完善度 热力完善度是用来表示制冷机循环接近逆卡诺循环循环的程度（ 2 分）。它也是制冷循环的一个技术经济指标（ 2 分）。 5一次节流一次节流是指向蒸发器供液的制冷剂液体直接由冷凝压力节流至蒸发压力的节流过程 . 三简答（前两题 6 分，第三题8 分，共20 分）1对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设理论循环假定： ①假设进入压缩机的为饱和蒸汽，进入节流阀的为饱和液体；（ 1 分） ②假设压缩过程是等熵过程，节流过程是等焓过程；（ 2 分） ③假设蒸发与冷凝过程无传热温差；（1 分）
第3章习题 1 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应都很慢？怎样才能加快反应速率? 答：固相反应是复相反应，反应主要在界面间进行，反应速率由离子的相间扩散所决定，并且固体物质接触面积相对较小，混合不均匀，碰撞概率小，因而大多数情况下反应很慢。 通过充分破碎和研磨，或通过各种化学途径制备粒度细、比表面大、表面活性高的反应物原料，或提高反应温度等均可加快反应速率。 2 化学转移反应适合提纯具有什么特点的金属？你能举例说明吗? 答：化学转移反应适合提纯熔点高，在高温下难以挥发的金属。如金属钛的提纯。钛的熔点高达1 933±10 K，沸点是3 560 K，高温下难挥发，但钛和碘在低温下能够形成TiI4，在高温下TiI4又容易分解，所以可以采用化学转移反应提纯钛。 3 低温合成适用哪类物质的合成？常用的制冷浴有哪些? 答：用于低温合成的化合物主要是一些易挥发的化合物，例如，C3O2、CNCl、HCN、PH3、(CN)2、稀有气体化合物等。 常用的制冷浴有冰盐共熔体系、干冰浴和液氮。 4 高温合成包括哪些类型? 答：高温合成主要包括以下类型：高温下的固相合成反应；高温下的固－气合成反应；高温下的化学转移反应；高温熔炼和合金制备；高温下的相变合成；高温熔盐电解；等离子体激光、聚焦等作用下的超高温合成；高温下的单晶生长和区域熔融提纯等。 5 彩色三基色稀土荧光粉是如何制备的？分别举例予以说明。 答：彩色电视机的显像屏是由红、蓝、绿(三基色)三种颜色的荧光粉组成的。 红粉Y2O2S：Eu的制备方法用稀HNO3或稀HCl溶解质量比为1：(0.062～0.07)的Y2O3和Eu2O3的混合稀土氧化物，用去离子水稀释到每1 mL含Y2O3大约10 mg，再用稀氨水调节pH值到2～3，并加热到80 ℃。慢慢加入过量的草酸溶液，直至沉淀完毕，使沉淀静置几小时后抽滤，水洗至中性。其反应过程如下： Y2O3＋ Eu2O3＋H＋—→Y3＋＋ Eu3＋＋H2O Y3＋＋ Eu3＋＋H2C2O4—→ (Y, Eu)2(C2O4)3·xH2O 将草酸钇铕(Y, Eu)2(C2O4)3·xH2O于120 ℃下烘干脱水，再于800～1 000 ℃下灼烧1 h，便得到制备红粉的原料(Y, Eu)2O3： (Y, Eu)2(C2O4)3·xH2O —→ (Y, Eu)2O3＋CO2↑＋ CO↑＋ xH2O↑然后，将质量比为100：30：30：5的(Y, Eu)2O3：S：Na2CO3：K3PO4(作助熔剂)混磨均匀，装入石英管中压紧，覆盖适量的硫磺及次料，加盖盖严，于1 150～1 250 ℃下恒温1～2 h，高温出炉，冷至室温。在365 nm紫外光激发下选粉，用水或浓度为2～4 mol·L－1的HCl浸泡后再用热水洗至中性，抽滤、烘干、过筛，即得白色的Y2O2S：Eu红色发光粉。反应为： Na2CO3＋ S —→ Na2S＋ Na2S x＋ CO2↑ (Y, Eu)2O3＋ Na2S ＋ Na2S x—→Y2O2S : Eu 绿粉(Ce, Tb)MgAl11O19的制备方法按一定的比例将Al2O3(79 %)、MgCO3(5 %)、CeO2(9 %)、Tb4O7(5 %)、H3BO3(2 %，作助熔剂)混合研磨均匀后，装入石英坩埚，先在1 350 ℃灼烧2 h，取出粉碎磨匀，再装入刚玉坩埚于1 400 ℃灼烧1 h，粉碎，过200目筛即为产品。 蓝粉((Ba, Mg, Eu)3Al14O24)的制备按一定比例称取B2F2CO3、MgCO3、Mg(OH)2·5H2O、Eu2O3、Al2O3、H3BO3，混合磨匀，然后装入石英管中，并通入CO，在1 300 ℃灼烧还原1.5 h，出炉冷却后，粉碎，过200目筛，即为产品。高温灼烧，是使物料发生高温固相反应生成晶体。还原是使晶体中的Eu(Ⅲ)还原成Eu(Ⅱ)，其还原剂是CO。 6 画出下列萃取剂的结构： 162
制冷剂与载冷剂 制冷剂是制冷机中的工作介质，故又称制冷工质。制冷剂在制冷机中循环流动，在蒸发器内吸取被冷却物体或空间的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围介质而被冷凝成液体，制冷系统借助于制冷剂状态的变化，从而实现制冷的目的。 载冷剂又称冷媒，是在间接供冷系统中用以传递制冷量的中间介质。载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备中，吸收被冷却物体或空间的热量，再返回蒸发器重新被冷却，如此循环不止，以达到传递制冷量的目的。 本章主要介绍制冷剂必备的特性以及常用制冷剂和载冷剂的主要性质。 2.1 制冷剂 蒸气压缩式制冷系统中的制冷剂是一种在系统中循环工作的，汽化和凝结交替变化进行传递热量的工作流体。系统中的制冷剂在低压低温下汽化吸热（实现制冷），而在高压高温下凝结放热（蒸汽还原为液体）。有适宜的压力和温度，并满足一定条件的可作为制冷剂的物质大约有几十种，常用的不过十几种。在空调、冷藏中广泛使用的制冷剂不过几种。 2.1.1制冷剂的种类与编号 2.1.1.1制冷剂的种类与分类 可作为制冷剂的物质较多，其种类如下： 1）无机化合物，如水、氨、二氧化碳等。 2）饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物，俗称氟利昂，主要是甲烷和乙烷的衍生物，如R12、R22、R134a等。 3）饱和碳氢化合物，如丙烷、异丁烷等。 4）不饱和碳氢化合物，如乙烯、丙烯等。
5）共沸混合制冷剂，如R502等。 6）非共沸混合制冷剂，如R407C等。 通常按照制冷剂的标准蒸发温度，将其分为三类，即高温、中温和低温制冷剂。所谓标准蒸发温度，是指在标准大气压力下的蒸发温度，也就是通常所说的沸点。 1）高温（低压）制冷剂：标准蒸发温度t s＞0℃，冷凝压力Pc≤0.2～0.3MPa。常用的高温制冷剂有R123等。 2）中温（中压）制冷剂：0℃＞t s＞-60℃, 0.3MPa＜Pc＜2.0MPa。常用的中温制冷剂 有氨、R12、R22、R134a、丙烷等。 3）低温（高压）制冷剂：t s≤-60℃。常用的低温制冷剂有R13、乙烯、R744等。 2.1.1.2 制冷剂的编号表示方法 为了书写和称谓方便，国际上统一规定用字母“R”和它后面的一组数字及字母作为制冷剂的编号。具体的表示方法在GB7778—1987中已有明确规定。现简述如下。 1.卤代烃卤代烃是三种卤素（氟、氯、溴）之中的一种或多种原子取代烷烃（饱和碳氢化合物）中的氢原子所得的化合物，其中氢原子可以有，也可以没有。如二氟二氯甲烷（C Cl2F2）是氟和氯原子取代了甲烷（CH4）中所有的氢原子而得的化合物,卤代烃根据烷烃中H 原子被卤素取代的差异，可分为六类。 ①全氟代烃，或称氟烃（FC），烷烃中氢原子完全被氟原子所取代，如CF4。 ②氯氟烃（CFC），烷烃中氢原子被氯和氟原子所取代，如CF2Cl2。 ③氢氟烃（HFC），烷烃中氢原子部分被氟原子所取代，如C2H2F4。 ④氢氯氟烃（HCFC），烷烃中氢原子部分被氯和氟原子所取代，如CHF2Cl。 ⑤氢氯烃（HCC），烷烃中氢原子部分被氯原子所取代，CH3Cl。
《制冷原理与设备》复习题答案
1．<什么叫制冷剂蒸气干度?干度x＝1和x＝0各是什么含义?> 1．答干度是制冷剂蒸气在饱和状态下，湿蒸气中所合的饱和蒸气量与湿蒸气总量之比值．用符号x表示 x＝1，即饱和蒸气占100％，称为干饱和蒸气；x＝0，饱和蒸气含量为零，为饱和液体。 2．<减少流动阻力的措施有哪些?> 2．答减少流动阻力的主要途径是改善边壁对流动的影响，措施包括减少沿程阻力(减少管壁的粗糙度和采用柔性边壁)，以及减少局部阻力(使流体进口尽量平顺，采用渐扩和渐缩代替流通截面的突然扩大和缩小，减少转弯，处理好三通管的结构布置，合理衔接和布置管件、泵或风帆，尽量缩短管线等)。 3．<何为传热方程?如何使传热增强或削弱?> 3．答传热方程为Q＝KAΔtm。根据传热方程，提高传热系数K，扩展传热面积A，增大传热温差都可使传热量增大，反之则减少。增强传热的措施有；合理扩大传热面积．加大传热温差，增大流体流速，去除污垢降低热阻：削弱传热的措施有：敷设保温材料，降低流体流速，改变传热面表面状况(如加遮热板)等。 4．<简述氟利昂制冷剂的性质和应用范围。> 4．答氟利昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素被卤族元素氟、氯、溴取代后衍生物的总称。氟利昂制冷剂广泛应用于电冰箱、空调机等各种制冷空调设备中。 5．<蒸气压缩式制冷用制冷剂是如何分类的?> 5．答按化学结构分类有；①无机化合物(R717等)；②氟利昂(R22、E134a 等)；③多元混合溶液(非共沸溶腋有R407C等，共沸溶液有R502等)；④碳氢
化合物(R600a、R290等)。按蒸发温度和冷凝压力分类有：①高温低压制冷刑；②中温中压制冷剂；⑦低温高压制冷剂。按可燃性和毒性分类，分为不可燃、可燃、易燃、低毒、高毒等组合类别。 6．<何为CFC类物质?为何要限制和禁用CFC类物质?> 6．答CFC类物质就是不合氢的氟利昂。 CFC类物质对大气中臭氧和地球高空的具氧层有严重的破坏作用，会导致地球表面的紫外线外线辐射强度增加，破坏人体免疫系统，还会导致大气温度升高，加剧温室效应。因此，减少和禁止CFC类物质的使用和生产，已成为国际社会环保的紧迫任务。 7．<载冷剂的作用是什么?对裁冷剂的性质有哪些基本要求?> 7．答载冷剂的作用就是向被间接冷却的物体输送制冷系统产生的冷量。对载冷剂性质的基本要求有：载冷剂的比热容和传热系数要大，粘度和密度要小，凝固点要低，挥发性和腐蚀性要小，无毒无臭，对人体无害，化学性质稳定．价格低廉，易于获得。 8 .<制冷剂节流前过冷对蒸气压缩式制冷循环有何影响?>在实际中可采用哪些方法实现节流前制冷剂的过冷? 8．答节流前制冷剂的过冷将提高单位质量制冷量，而且压缩机的功耗基本不变．因此提高了制冷循环的制冷系数，制冷剂节流前过冷还有利于膨胀阀的稳定工作。在实际中可采用过冷器、回热循环、增加冷却介质的流速和流量等方法实现节流前制冷剂的过冷。 9．<吸气过热对蒸气压缩式制冷循环有何影响?> 9．答吸气过热可提高单位质量制冷量(无效过热除外)，同时单位压缩功也将增加，对过热有利的制冷剂(如R12、R502等)的制冷系数将提高，而对过热无利
常见的制冷剂和载冷剂 令狐文艳 常用的制冷剂有： 一、无机化合物：如①氨（R717）：氨有良好的热力性能，其标准蒸发温度—33.3℃氨具有强烈刺激作用，并且具有比较大的毒性，对人体有一定的危害，氨可以燃烧和爆炸，但是氨的单位容积制冷量较大，蒸发压力和冷凝压力适中，氨还对钢铁不腐蚀，但含水时会对铜及铜合金（磷青铜除外）有腐蚀作用，因此，一般使用中含水量＜0.2%，采用无逢钢管，氨还价廉易得；②水（R718）：水作为制冷剂最大的优点是无毒、无臭、不燃不爆、汽化潜热大而且极易获得，但水的蒸汽比容很大，因此它的单位容积制冷量很小，水作为制冷剂只能制取0℃以上的冷冻水； 二、甲烷和乙烷的卤素衍生物，这些物质无毒、难燃，绝热系数小，故排气温度低，分子量大，但其价格昂贵，泄漏不易被发现，比重大，工质循环量大，故流动阻力损失大，耗功增加，对天然橡胶有腐蚀作用。氟里昂遇到明火或高温会分解出有毒有害气体，因此在氟里昂车间禁止明火和高温。如①氟里昂12（R12）：R12是早期中小型空调和冰箱中使用较普遍的制冷剂，R12在大气压下的
沸点为—29.8℃，凝固点为—158℃。R12易溶于润滑油，为确保压缩机的润滑油应使用粘度较高的冷冻机油。R12中水的溶解度很小，且无色、无臭、对人体危害极小，其分子中不含氢原子，因而也不燃不爆，但其在大气中的寿命长，对臭氧层有破坏作用。属于中温制冷剂。②氟里昂22（R22）：R22的热力学性能与氨很相近，其沸点是—40.8℃，凝固点是—160℃，但是R22不燃不爆，在大气中的寿命约20年。R22对绝缘材料的腐蚀性较R12为大，毒性也比R12稍大。R22的化学性能不如R12稳定，分子极性也比R12大，故对有机物的膨润作用强。③氟里昂11（R11） R11在大气压力下蒸发温度为23.7℃，凝固点—111℃。由于分子量大，冷凝压力很低，所以主要用于空调用离心式制冷压缩机中。因为它含有三个氯原子，毒性较R12大。R11的其它理化性质与R22相近。R11是全卤化甲烷衍生物，在大气中寿命约47~80年。属于高温制冷剂。 ④氟里昂114（R114）：R114在大气压力下蒸发温度为 3.55℃。冷凝压力很低，冷凝温度达60℃时其饱和压力只有0.596MPa。所以适用于高温环境中，如冶金厂的吊车用空调机组。它的毒性及水在其中的溶解度与R12相近，与润滑油的溶解度和R22相似。R114是全卤化乙烷衍生物，在大气中的寿命长达210~320年。⑥氟里昂134a （R134a） C2H2F4（四氯乙烷）：R134a的分子量102.3，在大气压力下的沸点是—26.25℃，凝固点—101℃，临界
常见得制冷剂与载冷剂 常用得制冷剂有: 一、无机化合物:如①氨(R717):氨有良好得热力性能,其标准蒸发 温度—33、3℃氨具有强烈刺激作用,并且具有比较大得毒性,对人体 有一定得危害,氨可以燃烧与爆炸,但就是氨得单位容积制冷量较大, 蒸发压力与冷凝压力适中,氨还对钢铁不腐蚀,但含水时会对铜及铜合 金(磷青铜除外)有腐蚀作用,因此,一般使用中含水量＜0、2%,采用无 逢钢管,氨还价廉易得;②水(R718):水作为制冷剂最大得优点就是无毒、无臭、不燃不爆、汽化潜热大而且极易获得,但水得蒸汽比容很大,因 此它得单位容积制冷量很小,水作为制冷剂只能制取0℃以上得冷冻水; 二、甲烷与乙烷得卤素衍生物,这些物质无毒、难燃,绝热系数小,故排气温度低,分子量大,但其价格昂贵,泄漏不易被发现,比重大,工质循 环量大,故流动阻力损失大,耗功增加,对天然橡胶有腐蚀作用。氟里 昂遇到明火或高温会分解出有毒有害气体,因此在氟里昂车间禁止明 火与高温。如①氟里昂12(R12):R12 就是早期中小型空调与冰箱中 使用较普遍得制冷剂,R12 在大气压下得沸点为—29、8℃,凝固点为—158℃。R12 易溶于润滑油,为确保压缩机得润滑油应使用粘度较 高得冷冻机油。R12 中水得溶解度很小,且无色、无臭、对人体危害 极小,其分子中不含氢原子,因而也不燃不爆,但其在大气中得寿命长, 对臭氧层有破坏作用。属于中温制冷剂。②氟里昂22(R22):R22 得
热力学性能与氨很相近,其沸点就是—40、8℃,凝固点就是—160℃, 但就是R22 不燃不爆,在大气中得寿命约20 年。R22 对绝缘材料得 腐蚀性较R12 为大,毒性也比R12 稍大。R22 得化学性能不如R12 稳定,分子极性也比R12 大,故对有机物得膨润作用强。③氟里昂 11(R11) R11 在大气压力下蒸发温度为23、7℃,凝固点—111℃。由于分子量大,冷凝压力很低,所以主要用于空调用离心式制冷压缩机中。因为它含有三个氯原子,毒性较R12 大。R11 得其它理化性质与R22 相近。R11 就是全卤化甲烷衍生物,在大气中寿命约47~80 年。属于高温制冷剂。④氟里昂114(R114):R114 在大气压力下蒸发温度为3、55℃。冷凝压力很低,冷凝温度达60℃时其饱与压力只有 0、596MPa。所以适用于高温环境中,如冶金厂得吊车用空调机组。 它得毒性及水在其中得溶解度与R12 相近,与润滑油得溶解度与R22 相似。R114 就是全卤化乙烷衍生物,在大气中得寿命长达210~320 年。⑥氟里昂134a(R134a) C2H2F4(四氯乙烷):R134a 得分子量102、3,在大气压力下得沸点就是—26、25℃,凝固点—101℃,临界温 度101、5℃,临界压力4、06MPa。R134a 得热力性质与R12 非常接近,对绝缘材料得腐蚀程度比R12 还稳定,毒性级别与R12 相同。但 R134a 难溶于油,因此采用R134a 得制冷系统还需配用新型得润滑油。目前R134a 已取代R12 作为汽车空调中得制冷剂。R134a 在大气中得寿命约8~11 年。⑦氟里昂123(R123) CHCl2CF3(三氟二氯乙烷): R123 得分子量152、93,大气下压力沸点为27、61℃,凝固点—107℃,临界温度183、79℃,临界压力3、676MPa。R123 得热力性质与R11
制冷原理与设备第三章思考题、习题参考答案 1.单级蒸汽压缩式制冷的理论循环工作过程 单级蒸汽压缩式制冷系统主要有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大件组成。 1)压缩过程：压缩机是制冷系统的心脏。压缩机不断抽吸从蒸发器中产生的低压低温的制冷剂蒸汽，保持蒸发器的低压汽化条件。同时将抽出的低压低温蒸汽压缩成高压高温的过热蒸汽输送到冷凝器。在这个过程中压缩机需要做功。 2）冷凝过程：高压高温的过热蒸汽在冷凝器中把热量传给环境介质，制冷剂被冷却凝结成高温高压饱和液体，进入膨胀阀。 3）节流过程：高温高压饱和液体经过膨胀阀节流变为低温低压湿饱和蒸汽，进入蒸发器。 4）蒸发过程：进入蒸发器的低温、低压液体吸收被冷却物热量得到制冷目的，制冷剂汽化（沸腾）为低温低压蒸汽。 2.制冷剂压焓图和温熵图基本内容 1）压焓图 一点：临界点C 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：饱和液线x=0、饱和蒸气线x=1、无数条等干度线x、等压线p（水平线）、等焓线h（垂直线）等熵线s、等比体积线v、等温线t 等温线：在图中为点化线，在过冷区为垂直线，在湿区为水平线（并且与定压线重合），在过热曲为向下弯曲的曲线。 等焓线：在图中为实线。在过热区为向右下弯曲的曲线比等比体积线v的斜率大。越往右下的等熵线熵值越大。 比等比体积线v：图中为虚线。在过热区向下弯曲的曲线。愈往下的等比容线，比容愈大。 过程热量：在图中可以用横坐标的长度代表。 2）温熵图 一点：临界点 三区：气相区、液相区、湿蒸气区 五态：过冷液体、饱和液体、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气 八线：等温线、等熵线、饱和蒸气线、饱和液体线、等干度线、等容线、等压线、等焓线。
◆制冷剂 又叫做制冷工质，简称工质。 压缩式制冷机常以氨和氟利昂为制冷剂。 制冷剂的作用是在制冷系统中担当汽化吸热和冷凝放 热的热力循环而达到制冷的目的。 制冷剂的分类 常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力Pk和正常蒸发温度T0的高低，一 般分为三大类： ——低压高温制冷剂，如Ｒ11（CFCl3），T0＝23.7℃， Pk≤3.06Kg/cm2，适用于离心式制冷压缩机。 ——中压中温制冷剂，如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，T0：０℃～-60℃， Pk≤20Kg/cm2，适用于普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷 压缩机。 ——高压低温制冷剂，如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、 乙烷、乙烯等，Pk≥20Kg/cm2，T0 ≤－70℃，适用于复迭式制 冷装置的低温部分或－７０℃以下的低温装置中。 ◆载冷剂 在间接冷却的制冷系统中，被冷却物体的热量是通过中间介质传给 制冷剂，这种中间介质称之为载冷剂。 载冷剂的作用，是在蒸发器中将自身的热量传给液体制冷剂，使其 蒸发为气体制冷剂，自身由于失热而温度降低。低温载冷剂是空调 的冷源。 工作温度在5℃以上的载冷剂系统，采用水作载冷剂，称为冷水或 冷媒水。水最容易获得，且价格低廉。水的热物理性质也很适合于 作载冷剂。水的比热大、化学稳定性好、不燃烧、不爆炸、无毒、 对金属的腐蚀较小。 载冷剂除水以外，常用的还有盐水、二氯甲烷、三氯乙烯、乙二醇 和丙酮等。 ◆冷却剂 冷却水是空调系统的冷却剂。 冷却剂的作用，是在冷凝器中对气体制冷剂进行冷却，使其液化为液体制冷剂，自身由于吸收了气体制冷剂的热量而温度升高。 中央空调以水冷却剂，称为冷却水。
第二章制冷剂载冷剂冷冻机油 目的：通过对制冷剂、载冷剂、冷冻机油的了解；正确使用制冷剂、载冷剂、冷冻机油。 第一节制冷剂 1，什么是制冷剂以及制冷剂的作用： 制冷剂：就是在制冷系统中能够循环变化的物质，也叫工质。 制冷过程就是制冷剂在循环过程中发生相变时（蒸 发或冷凝）吸收或释放热量来达到热量从低温部分转移到高温部分。 2，制冷剂的安全、环境特性 毒性危害分类：分A、B两类。A类，无毒性或低毒性；B类，高毒性。 燃烧性危害程度分类：分1、2、3类。分别为：不可燃、有燃烧性、有爆炸性。 臭氧消耗潜能值ODP：表示制冷剂消耗大气臭氧分子潜能的程度。 选用R11的值作为标准值1.0。 温室效应潜能值（全球变暖潜能值）GWP：是衡量制 冷剂对气候变暖的影响值。选用二氧化碳的温室效应潜能值为标准值1.0。 例：毒性危害和燃烧性危害程度分类 ODP GWP R11 A1 1.0 4600 R12 A1 0.82 10600 R744(CO2) A1 0 1 R717（氨） B2 0 1 R22 A1 0.034 1900 R134a A1 0 1600 3，常用制冷剂 1）氨（NH3 R717） 标准沸点-33.4℃，凝固温度-77.7℃。有较好的热力性质和热物理性质； 压力适中，单位容积制冷量大，粘性小，流动阻力小，比重小，传热性能好； 价格便宜、易获得。 毒性大，易燃易爆，有强烈刺激性气味，对食品易产 生污染； 空气中氨的容积浓度达到0.5~0.6%时，人在其中停 留半小时就会引起中毒； 容积浓度达到11~14%时，可以燃烧； 容积浓度达到16~25%时，遇明火可以引起爆炸； 氨在高温（260℃）时会分解出氢气（H2），遇空气 及明火会产生强烈的爆炸； 氨系统必须安装空气分离器，及时排放系统中的空 气及其它不凝性气体。 氨极易溶于水，可以与水以任意比例互溶，因此在 氨系统中不会产生冰塞，可以不加干燥过滤器；但有水存在，极易腐蚀金属，并提高蒸发温度；纯氨不腐蚀钢、铁，但含水时会腐蚀锌、铜及铜合金（除磷青铜），因此在氨制冷机及系统中不允许使用铜及铜合金部件（包括压力表，氨压力表必须标有“氨”字样），只有个别起耐磨、密封的部件才可以使用高锡磷青铜，如活塞机的小头衬套和轴封。
制冷剂与载冷剂区别 有很多人会把制冷剂和载冷剂混淆，那么制冷剂和载冷剂区别在哪呢？今天为大家解答。制冷剂，又称制冷工质，在南方一些地区俗称雪种，是一种在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷机中完成热力循环的工质。它在低温下吸取被冷却物体的热量，然后在较高温度下转移给冷却水或空气。在蒸气压缩式制冷机中，使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂，如氟利昂（饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物），共沸混合工质（由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液）、碳氢化合物（丙烷、乙烯等）、氨等；在气体压缩式制冷机中，使用气体制冷剂，如空气、氢气、氦气等，这些气体在制冷循环中始终为气态；在吸收式制冷机中，使用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质，如氨和水、溴化锂（分子式：LiBr。白色立方晶系结晶或粒状粉末，极易溶于水）和水等；蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂。制冷剂的主要技术指标有饱和蒸气压强、比热、粘度、导热系数、表面张力等。1960年以后，人们对非共沸混合工质的应用进行了大量的试验研究，并已将其用于天然气的液化和分离等方面。应用非共沸混合工质单级压缩可得到很低的蒸发温度，且可增加制冷量，减少功耗。它的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理，因而对制冷剂性质要求的了解是不容忽视的。 载冷剂，以间接冷却方式工作的制冷装置中，将被冷却物体的热量传给正在蒸发的制冷剂的物质称为载冷剂。载冷剂通常为液体，在传送热量过程中一般不发生相变。但也有些载冷剂为气体，或者液固混合物，如二元冰等。常用的载冷剂有:水、盐水、乙二醇或丙二醇溶液、二氯甲烷和三氯乙烯，一般不包括一氟二氯甲烷，这个通常作为制冷剂，只有在直接制冷时，才使用制冷剂作为载冷剂。如果还不够一目了然的话，我通过举例的方式去阐述制冷剂与载冷剂区别。举个最简单的例子，制冷剂是煤，燃烧后产生热量。载冷剂则是暖气里流通的水，用来承载热量，把热量送进千家万户。所以这两者间的联系你明白了吗？ 冰河冷媒科技（北京）有限公司主导产品冰河冷媒应用于制冷行业，彻底解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。