下载文档原格式
制冷原理的压焓图应用1. 简介制冷原理中，压焓图（Pressure-Enthalpy Diagram）是一种重要的图示方法，用于描述和分析制冷循环过程中的热力学性质变化。
本文将介绍制冷原理中压焓图的基本概念和应用。
2. 压焓图概述压焓图是一种在压力-焓坐标系下绘制的图形，用于分析和展示制冷系统中的热力学性质变化。
在压焓图中，横轴表示焓（即热含量）而纵轴表示压力。
通过绘制制冷循环过程的轨迹，可以直观地了解制冷系统中的性质变化。
3. 压焓图的绘制制冷系统的压焓图可以通过实际测量数据或理论计算得到。
一般情况下，制冷系统的工作流程可以分为压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个阶段。
根据不同的制冷循环类型，可以得到相应的压焓图。
下面以蒸氨制冷循环为例，简要介绍压焓图的绘制过程：1.根据制冷系统中的工质和工作参数，确定系统所处的工质状态点。
2.在压焓图上标出各个状态点，并相应地绘制系统的工作流程轨迹。
3.根据工质的热力学性质，计算各个状态点的焓值，并将其标在图上。
4.连接各个状态点，得到系统的工作流程轨迹。
4. 压焓图的应用压焓图在制冷领域中有广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景：4.1 制冷剂选择制冷剂的选择是制冷系统设计中的重要一环。
通过压焓图，可以对比不同制冷剂的性能指标，如蒸发温度、冷凝温度、压缩功率等。
利用压焓图中的等温线和等熵线分析，可以找到系统最优的制冷剂。
4.2 制冷循环分析压焓图可以帮助工程师对制冷循环过程进行详细的分析。
通过观察压焓图上的轨迹，可以判断制冷系统中存在的问题，如液态回流、过热过冷程度不合理等。
同时，可以对制冷系统的性能进行评估和优化。
4.3 热交换器设计在制冷系统中，热交换器是实现热量传递的关键设备。
通过压焓图，可以确定制冷循环中的热量传递过程。
通过计算不同状态点的焓差，可以确定热交换器的设计参数，如传热面积、换热系数等。
4.4 节能改造通过分析制冷循环中的能量流动和损失，可以找到节能改造的潜力。
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。
浅谈制冷剂的压-焓图以特定制冷剂的焓值Enthalpy(KJ/Kg)为横坐标，以压力Pressure(MPa)为纵坐标绘制成的线图称为该制冷剂的压-焓图。
为了缩小图的尺寸，并使低压区内的线条交点清楚，所以纵坐标使用压力的对数值LgP绘制，因此压-焓图又称LgP-E图。
LgP-E图中有两条比较粗的曲线，左边的一条称饱和液体线（Saturated Liquid)，右边的一条称干饱和蒸汽线(Saturated Vapor)，两条曲线向上延伸交于一点，称临界点（c.p.)。
因为一般制冷循环都在远离临界点以下进行，所以一些制冷剂的LgP-E图中临界点都未表示出。
饱和液体线与干饱和蒸汽线将LgP-E图分成三个区域：饱和液体线的左边------过冷液体区。
饱和液体线与干饱和蒸汽线之间------湿饱和蒸汽区；饱和状态下制冷剂蒸汽与液体的混合物称湿饱和蒸汽。
在湿饱和蒸汽中制冷剂蒸汽所占的重量比例称干度，用x表示。
制冷剂饱和液体的干度x=0，湿饱和蒸汽的干度0<x<1，干度x=1的饱和蒸汽也称干饱和蒸汽。
在饱和液体线与干饱和蒸汽线之间绘有等干度线1 / 7(Quality)。
干饱和蒸汽线的右边------过热蒸汽区。
Lgp-E图中，还绘有等温线（Temperature),等温线在湿饱和蒸汽区内与等压线P(LgP)重合；在过热蒸汽区，等温线与等压线分开，成为向右下倾斜的一组曲线；在过冷液体区，等温线则与等焓线（Enthalpy)重合。
图中还绘有等熵线（Entropy）和等容线（Volume）。
对R717（氨）制冷剂，由于实际使用的压力都在2 MPa以下，所以R717的LgP-E图只标明2 MPa以下的部分，并把湿饱和蒸汽区的中间部分去掉（实际计算时用不到），使图形清楚紧凑。
不同性质的制冷剂其LgP-E图的形状是不相同的。
综上所述，制冷剂的压-焓（LgP-E）图中共有八种线条：等压线P(LgP) 等焓线（Enthalpy) 饱和液体线（Saturated Liquid)等熵线（Entropy）等容线（Volume）干饱和蒸汽线(Saturated Vapor)等干度线(Quality) 等温线（Temperature)2 / 7其中等压线P(LgP)和等焓线（Enthalpy)由直角坐标系的纵、横坐标确定；其余的等熵线（Entropy）、等容线（Volume）、等干度线(Quality)、等温线（Temperature)则构成了各自的自然坐标系。
制冷剂的压焓图在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。
该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp (图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。
1 、临界点K 和饱和曲线临界点K 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。
K 点左边的粗实线Ka 为饱和液体线，在Ka 线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K 点的右边粗实线Kb 为饱和蒸气线，在Kb 线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。
2 、三个状态区Ka 左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；Kb 右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；Ka 和Kb 之间——湿蒸气区，即气液共存区。
该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。
在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
3 、六组等参数线制冷剂的压-焓图中共有八种线条：等压线P、等焓线、饱和液体线等熵线等容线、干饱和蒸汽线、等干度线等温线（1）等压线：图上与横坐标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。
（2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。
（3）等温线：图上用点划线表示的为等温线。
等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
（4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。
制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h 图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
（5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。
与等熵线比较，等比容线要平坦些。
制冷机中常用等比容线查取制冷压缩机吸气点的比容值。
（6）等干度线：从临界点K 出发，把湿蒸气区各相同的干度点连接而成的线为等干度线。
