节流、膨胀制冷原理

节流膨胀效应1. 实际气体的节流，通常把高压流体经管道中的小孔后压力显著降低的过程称为节流，如图1所示。

节流前的状态参数为p1、T1、U1，节流后的状态参数为P2、T2、U2。

图1节流过程（焦耳-汤姆逊效应）节流孔径越小，则局部阻力越大，节流前后的压力变化（P1-P2）也越大。

反之，就越小。

在实际工作中，为了便于调节，通常用调节阀代替固定节流孔。

从能量转换的观点看。

由于气体经过节流阀小孔时，流速大、时间短，来不及与外界进行热交换，因此节流过程可以近似看作绝热过程。

因为节流时有摩擦力损失，所以节流过程是不可逆的。

气体在节流时，既无能量输出，也无能量输入，所以气体节流前后的能量保持不变，即节流前后的焓值相等h1=h2。

这是节流过程的基本特点。

理想气体的焓值只是温度的函数，因而理想气体节流前后的温度是不变的。

而实际气体的焓值是温度和压力的函数，所以实际气体节流后的温度是发生变化的。

这种现象称做节流效应（焦耳-汤姆逊效应）。

它分为微分节流效应和积分节流效应。

微分节流效应是指气体节流时温度的变化（ΔT）与压力降（ΔP）所成比例关系，即ΔT=d hΔΔP或d h=（ΔT/ΔP）h（1-14）d h称为微分节流效应，即气流在节流时压力降为无限小时所发生的温度变化。

微分节流效应一般用实验方法求得，几种常用气体的微分节流效应如表所示。

对于空气及氧气，当接近于标准状态的温度范围及压力在100个大气压以下进行试验得到如下经验公式 d h=（a-bp）（273/T）2（1-15）空气 a=2.73×10-3， b=0.0895×10-6氧气 a=3.19×10-3， b=0.884×10-6表1-1几种常用气体在0℃及98kpa时的微分节流效应气体名称dh气体名称dh（℃/at）（10-3K/Pa）（℃/at）（10-3K/Pa）空气氧氮+0.27+0.31+0.26+2.75+0.31+2.65二氧化碳氢氦+1.30–0.03-0. 0596+13.26–3.06–6.082. 转换温度从表1-1中的数值可以看出，空气、氧气、氮等气体的d h 为正值，节流后温度降低；而氢、氦等气体的d h 却是负值的，节流后温度要上升。

制冷系统节流机构及工作原理Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998节流机构节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。

节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。

常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。

它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。

一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。

通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。

而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。

节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的1/8至1/4周，不能超过一周。

否则，开启度过大，会失去膨胀作用。

因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。

目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。

二、浮球节流阀1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。

其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力，*浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。

当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。

待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。

节流膨胀制冷的原理
节流膨胀制冷是一种常见的制冷技术，其原理主要涉及压缩冷凝循环和膨胀蒸发循环两个过程。

压缩冷凝循环是制冷循环的一部分，其中使用了压缩机、冷凝器、热交换器和膨胀阀。

在这一循环过程中，制冷剂首先经过压缩机，压缩机将制冷剂压缩，提高其压力和温度，并将其送入冷凝器。

在冷凝器中，制冷剂通过与外界环境的热交换，将热量释放给外界环境，使制冷剂的温度下降，并在此过程中冷凝为液体。

接下来，冷凝后的液体制冷剂通过热交换器与要制冷的物体进行热交换，将其冷却，同时自身被加热。

之后，热量再次传递给制冷剂，并将其再次加热。

膨胀蒸发循环是制冷循环的另一部分，其中包括膨胀阀和蒸发器。

制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，在蒸发器中，因膨胀阀的作用，制冷剂的压力迅速降低，使制冷剂的温度下降。

同时，制冷剂进入蒸发器后，与外界环境进行热交换，吸收外界环境的热量，使得蒸发器中的制冷剂从液体状态转变为蒸汽状态，并进一步降低了蒸发器中的温度。

这样，在膨胀蒸发循环的作用下，制冷剂从蒸发器中蒸发并吸收热量，实现了制冷效果。

节流膨胀制冷原理的关键在于膨胀阀的作用。

膨胀阀能够控制制冷剂在压缩冷凝循环和膨胀蒸发循环之间的压力差，从而使制冷剂在膨胀蒸发循环中能够迅速降低压力，降低温度，并吸收热量。

同时，节流阀的开度还会影响制冷剂的流量和速度，从而影响制冷系统的制冷效果。

因此，在节流膨胀制冷中，通
过调节膨胀阀的开度，可以实现对制冷剂的压力和温度的控制，从而实现有效的制冷效果。

节流、膨胀制冷原理
节流膨胀制冷原理
1:节流膨胀（简称节流）：当气体在管道中流动时，如遇到缩口和调节阀门等局部阻力时，其压力显著下降的现象。

如果在节流过程中气体与环境之间没有热量交换，称为绝热节流。

2、在节流膨胀过程中没有外功的输出，因此，气体在绝热节流时，根据稳定流动能量方程式，可以得出：
h1=h2，即绝热节流前后的比焓值保持不变，这是节流过程的一个主要特征。

由于节流时，气流内部存在摩擦阻力损耗，所以它是一个典型的不可逆过程,，其结果将导致熵的增加，这是节流过程的另一个主要特征。

压缩式制冷机工作原理
压缩式制冷机利用压缩、冷凝、膨胀和蒸发等物理过程来实现制冷。

其基本工作原理如下：
1. 压缩：制冷剂进入压缩机，通过机械压缩使其压力和温度升高。

2. 冷凝：高压高温的制冷剂进入冷凝器，外界冷却介质（如空气或水）使其温度下降，导致制冷剂冷却并转化为高压液体。

3. 膨胀：高压液体制冷剂通过膨胀阀或节流装置进入蒸发器，压力急剧降低，从而使制冷剂蒸发和吸收周围热量，从而降低温度。

4. 蒸发：蒸发器中的制冷剂蒸发为低温蒸汽，吸收周围的热量，使蒸发器内部温度降低。

通过以上四个步骤不断循环，制冷机可以持续地将热量从低温区域转移到高温区域，实现制冷效果。

制冷机的压缩机和冷凝器通常位于室外，而蒸发器常常位于室内，这使得室内温度降低。

焦耳—汤姆逊阀制冷原理节流膨胀（Throttling Expansion）也叫焦耳—汤姆逊膨胀，即较高压力下的流体（气或液）经多孔塞（或节流阀）向较低压力方向绝热膨胀过程。

1852年，焦耳和汤姆逊设计了一个节流膨胀实验，使温度为T1的气体在一个绝热的圆筒中由给定的高压p1经过多孔塞(如棉花、软木塞等)缓慢地向低压p2膨胀。

多孔塞两边的压差维持恒定。

膨胀达稳态后，测量膨胀后气体的温度T2。

他们发现，在通常的温度T1下，许多气体(氢和氦除外)经节流膨胀后都变冷(T2<T1)。

如果使气体反复进行节流膨胀，温度不断降低，最后可使气体液化。

调节阀在管道中起可变阻力的作用。

它改变工艺流体的紊流度或者在层流情况下提供一个压力降，压力降是由改变阀门阻力或“摩擦”所引起的。

这一压力降低过程通常称为“节流”。

对于气体，它接近于等温绝热状态，偏差取决于气体的非理想程度(焦耳一汤姆逊效应)。

在液体的情况下，压力则为紊流或粘滞摩擦所消耗，这两种情况都把压力转化为热能，导致温度略为升高。

根据热力学原理，在焦耳-汤姆逊实验中系统对环境做功-W=p2V2-p1V1，V1及V2分别为始态和终态的体积。

Q=0，故ΔU=-(p2V2-plV1)；U2+p2V2=U1+p1V1；即H2=H1。

所以焦耳-汤姆孙实验的热力学实质是焓不改变，或者说它是一个等焓过程。

由于理想气体的焓值只是温度的函数，即焓值不变温度不变，故理想气体节流前后温度不变。

对于实际气体，其比焓是温度和压力的函数，即比焓受温度和压力的共同影响，又节流过程焓值不变，则压力降低，温度就会变化。

焦耳-汤姆逊（开尔文）系数可以理解为在等焓变化的节流膨胀中（或是焦耳-汤姆逊作用下）温度随压力变化的速率。

μJT的国际单位是K/Pa，通常用°C/bar。

当μJ.T是正数是，则气体降温，反之则升温。

大气压下焦耳汤姆逊效应中氦气和氢气通常为升温性质的气体，而大多数气体则是降温，对于理想气体焦耳汤姆逊系数为零，在焦耳汤姆逊效应中既不升温也不降温。

节流膨胀阀的工作原理
节流膨胀阀是一种用于控制流体压力和流量的装置，主要用于调节液体和气体在管道中的流动。

其工作原理涉及流体力学和热力学的基本原理。

首先，节流膨胀阀通过改变流体流经管道的截面积来控制流体的流速和压力。

当流体通过节流膨胀阀时，流体会受到阀门调节后的限制，从而使流速和压力得到控制。

其次，根据伯努利定律，流体在管道中的流速和压力之间存在着密切的关系。

当流速增大时，压力会减小；而当流速减小时，压力会增大。

因此，通过调节节流膨胀阀的开启程度，可以改变流体的流速，从而影响流体的压力。

此外，节流膨胀阀还利用了流体的热力学性质。

当流体通过节流膨胀阀时，由于流速的改变，流体的温度和压力也会发生变化。

这种温度和压力的变化可以被用来控制流体的特性，如在制冷系统中，通过控制节流膨胀阀来实现制冷剂的蒸发和冷凝过程。

综上所述，节流膨胀阀的工作原理涉及流体力学和热力学的基
本原理，通过改变流体流经管道的截面积，调节流体的流速和压力，从而实现对流体流动的控制和调节。

这种装置在工业生产和生活中
有着广泛的应用，例如在空调、制冷系统、液压系统等方面都扮演
着重要的角色。

For personal use only in study and research; not for commercial use节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。

节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。

常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。

它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或者沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部份液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。

一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的罗纹形式。

通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通罗纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。

而节流阀的阀芯为针型锥体或者带缺口的锥体，阀杆为细牙罗纹，所以当转动手轮时，阀芯挪移的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。

节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的 1/8 至1/4 周，不能超过一周。

否则，开启度过大，会失去膨胀作用。

因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。

目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。

二、浮球节流阀1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。

其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力， *浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。

当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。

待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或者缺液的现象。

制冷机膨胀阀的工作原理与作用制冷机膨胀阀是制冷系统中的一个重要组成部分，其主要作用是控制制冷剂的流量和压力，从而实现制冷系统的稳定运行。

本文将介绍制冷机膨胀阀的工作原理和作用。

一、制冷机膨胀阀的工作原理制冷机膨胀阀是一种节流装置，其工作原理基于热力学原理。

当制冷剂从高压侧进入膨胀阀时，由于膨胀阀内部的节流孔的面积较小，制冷剂的流速会增加，从而使制冷剂的压力下降。

这种压力下降会导致制冷剂的温度下降，从而实现制冷效果。

制冷机膨胀阀的节流孔大小是固定的，但其流量可以通过调节膨胀阀的开度来控制。

当制冷系统需要增加制冷量时，膨胀阀的开度会增加，从而使制冷剂的流量增加，制冷量也会相应增加。

反之，当制冷系统需要减少制冷量时，膨胀阀的开度会减小，从而使制冷剂的流量减小，制冷量也会相应减小。

二、制冷机膨胀阀的作用制冷机膨胀阀在制冷系统中起到了至关重要的作用。

其主要作用如下：1. 控制制冷剂的流量和压力制冷机膨胀阀可以控制制冷剂的流量和压力，从而保证制冷系统的稳定运行。

当制冷系统需要增加或减少制冷量时，膨胀阀可以通过调节开度来控制制冷剂的流量，从而实现制冷系统的自动调节。

2. 保护制冷系统制冷机膨胀阀可以保护制冷系统免受过高或过低的压力和温度的影响。

当制冷系统的压力或温度过高时，膨胀阀会自动减小开度，从而减少制冷剂的流量，保护制冷系统免受过热的影响。

反之，当制冷系统的压力或温度过低时，膨胀阀会自动增加开度，从而增加制冷剂的流量，保护制冷系统免受过冷的影响。

3. 提高制冷效率制冷机膨胀阀可以提高制冷效率。

由于膨胀阀的节流孔面积较小，制冷剂的流速会增加，从而使制冷剂的压力下降，制冷效果也会相应提高。

总之，制冷机膨胀阀是制冷系统中不可或缺的组成部分。

其工作原理基于热力学原理，可以控制制冷剂的流量和压力，保护制冷系统免受过高或过低的压力和温度的影响，提高制冷效率，从而保证制冷系统的稳定运行。