制冷与空调技术课件——焓熵图

⼗分钟掌握：制冷系统与压焓图（附视频讲解）本次福利：1纯物质的特性纯物质的特性可以绘制成图表。

1、压⼒ – 温度图（P - T 图）2、温度 – 熵图（T - S 图）3、温度 – 焓图（T - h 图）4、压⼒ – 焓图（P - h 图）注意：压⼒ – 焓图经常⽤于制冷和空调系统。

现在举例如下：1、温度 – 焓图（T-h 图）⽔的温度 – 焓图⽔的温度 – 焓图（不同压⼒）2、压⼒ – 温度图（CO2 相态图）CO2 的压⼒ – 温度图3、压⼒ – 焓图（P-h 图）4、压⼒ – 焓图（P-h 图）1、压⼒-焓图是纯物质的特性图。

2、图中包含物质的⼀些更为重要的特性，例如温度、压⼒、⽐容、密度、⽐热、焓或熵。

5、P-h 图和 Log(P)-h 图2压⼒ – 焓图（Log(P)-h 图）压焓图（lgp-h图）指压⼒与焓值的曲线图，，压焓图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。

压焓图是分析蒸⽓压缩式制冷循环的重要⼯具，常⽤于制冷循环设计、计算和分析。

1、压焓图概述1）、图中有三个区域，分别表⽰液体-混合物- 蒸⽓2）、这些区域⽤蓝⾊的半圆形曲线隔开，这条曲线叫做饱和曲线。

在半圆形区域内，制冷剂达到热平衡，以蒸⽓和液体的混合物形式存在。

3）、混合物中的蒸⽓含量从 0%（饱和半圆的左侧）变为 100%（半圆的右侧）。

4）、在饱和曲线的左外侧，制冷剂仅以液体形式存在。

在饱和曲线的右外侧，制冷剂仅以蒸⽓形式存在。

2、压焓图与制冷循环现在我们⽤ Log(P)-h 图来表现⼀个制冷循环。

3、详细理解压焓图我们来看看如何阅读真正的制冷剂——R134a 的压焓图1）、等温线的绘制2）、等容线的绘制3）、等熵线的绘制4）、等湿线的绘制5）完整的压焓图在压焓图上，我们可以把它分为：⼀点、⼆线、三区、五态、六线。

⼀点：指临界点，临界点为两根粗实线的交点。

在该点，制冷剂的液态和⽓态差别消失。

制冷剂中焓和熵的关系？1压焓图1、焓是一种能量，用来表明制冷剂所处状态的热力状态参数，它表示制冷剂所具有总能量的大小；即：制冷剂的焓等于制冷剂内能与外能的总和（H=U pV）。

焓用符号“h”或“i”表示，单位是“J/kg”或“kJ/kg”。

在热力学中，焓的物理意义是指在特定温度下物质所含有的热量。

在制冷过程中，制冷工质在系统中流动时，其内能和外功总是同时出现的，所以，引入“焓”这个状态参数，可以使热力计算得到简化：dQ =dh（式中Q为热量、h为焓、d为变量）焓是状态参数，只与系统的初、终状态有关而与过程无关。

例如：某一制冷剂由状态1（含热量为h1）通过吸热变化为状态2（含热量为h2），那么，其在吸热过程中所吸收的热量（热变量）dQ就是吸热前与吸热后两个状态点的焓差；即：dQ = h2– h1，而与吸热的过程没有关系。

2、制冷系统热力计算——焓的使用上图为某制冷系统的压焓图，再来看看这些状态点的参数：那么制冷系统的单位制冷量我们就可以算出来了：如果有了制冷剂的流量，我们就可以计算出制冷系统的制冷量了。

2温熵图1、熵是一种用来表明制冷剂所处状态的热力状态参数，用符号“s”表示，单位“J/kg·K”或“kJ/kg·K”。

熵所描述的是在某一温度条件下制冷剂所具有的热量。

当制冷剂吸收热量时，熵值增大；制冷剂放出热量时，熵值减小；制冷剂既不吸热也不放热，熵值就不会变化。

压缩机在压缩的过程，是制冷剂从低压到高压的过程，此时的制冷剂既不吸热也不放热，所以压缩机的压缩过程是一个等熵压缩的过程。

制冷剂在状态变化过程中吸收或放出的热量“dQ”和此时制冷剂的热力学温度“T”的比值，就是熵的变化量，即：ds =dQ/T = s2 – s1那么：dQ =ds·T =（s2 – s1）T也就是说，物质吸收或放出的热量，等于物质的热力学温度和熵的变化量的乘积。

2、制冷系统温-熵图： T-S 图制冷系统热力循环在T-S 图上的表示：压焓图曲线的含义可以用一点（临界点）、二线（饱和液体线、饱和蒸汽线）、三区（液相区、两相区、气相区）、五态（过冷液状态、饱和液状态、过热蒸汽状态、饱和蒸汽状态、湿蒸汽状态）和八线（等压线、等焓线、饱和液线、饱和蒸汽线、等干度线、等熵线、等比体积线、等温线）来概括。

第四讲压焓图压力：垂直于物体表面的作用力，单位牛顿（N）。

压强：单位面积所受到的作用力，单位帕（Pa）。

焓：物体内能与压力能之和。

单位焦（J）。

等压过程中，系统从外界所吸收的热量等于系统焓值的增加。

比焓：1kg某物质的焓值。

单位kj/kg。

在压焓图上，X轴所表示的单位为比焓。

Y轴所表示的单位为压强。

为缩小尺寸，提高低压表示的精度，故取对数。

熵：能与绝对温度的比值，表示热量转换成功的程度。

在绝热过程中系统的熵不变。

单位J/K。

系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。

这就是熵增加原理。

由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。

它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。

熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。

温度：表征物体冷热程度的物理量。

标志着物体内部无规则运动的剧烈程度。

一切相互热平衡的系统，温度一定相同。

温标：表示温度数值的方法称为温标。

常用为摄氏温标与理想气体温标。

等温线：在气体区，液体区，都随压力下降温度直线下降，只有在饱和区内，与等压线重合，平行于X轴。

为此，通过压力与库温比较，可以知道蒸发温度是否正常（要加减系数），以判断故障。

干度：气液共存区域中，气态含量所占百分比称为干度。

当制冷剂在有限密闭空间内气液共存时，称为饱和状态。

饱和状态下的液体和蒸汽称为饱和液体与饱和蒸汽。

相态：物质所呈现的状态。

物质的三种形态又称为三种物相。

物态变化，简称相变。

三相点：物质三种物相同时存在，并达到平衡时的温度压力点。

每种物质，只有唯一的一个点。

水的三相点为0℃，610.5帕（绝对压力）。

是温标的校正点。

临界点：物质相态变化所达到的温度，压力状态点。

比容：单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号"V"表示。

其数值是密度的倒数。

焓熵图讲解焓熵图是机械与热工学中数学工具，它在工程实践中有非常广泛的应用，用于求解各种机械和热工学传热问题。

本文介绍焓熵图的基本概念、原理及应用，以及如何在实际设计中使用焓熵图求解。

1. 什么是焓熵图焓熵图是一种根据物理原理，利用热力学参数物理量的关系，来表示热传递过程的图形表示法。

它具有直观的概念，以及可以精确计算出热传递过程中物理量的变化。

焓熵图是由三个热力学量:，熵和比焓组成的一般性图形，用来表示传热过程中物质的性质。

焓是热力学性质，是物质吸收或放出热量的能力，它用来描述物质的自然变化；熵是物质的热力学稳定性，用来表达物质是否处于热平衡状态；比焓是计算焓熵图的重要参数，用来表示物质热力学性质相对于温度的变化。

焓熵图可以分析出物质经过热传递后的性质变化，它不仅可以用于热工学场合，还可以用于机械设计中计算材料的综合性能和耐久性。

2.何使用焓熵图使用焓熵图来计算热传递变化首先应该确定物质的初始性质，包括焓、熵和比焓等物理量。

然后根据物质的性质和热传递过程的物理参数，以及热传递的方式，建立好热传递模型，就可以画出焓熵图。

使用焓熵图分析热传递首先要确定物质的初始性质，然后根据在热传递过程中物理参数变化，以及热传递方式，绘制出焓熵图，根据焓熵图，求出最终的物理性质变化，这些物理性质变化将决定该热传递过程中，物质经历的变化。

3.用焓熵图在工程应用中有着重要的地位，它可以帮助我们了解热流的物理变化，从而提高机械设备的性能以及传热设备的效率。

具体而言，焓熵图可以用于热工学领域，如计算热传导系数、热流比及热容等；也可以用于机械设计领域，比如给出机械设备的热传导特性、传热设备的耐久性等。

此外，由于焓熵图可以精确地描述热流物理变化，对于设计机器、装备等，都可以发挥它的作用。

综上所述，焓熵图是热工学和机械设计两个领域中重要的数学工具，它可以帮助我们精确分析热传递的物理变化，并在设计工程中发挥其作用。