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02第1章原理-1

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第一章 蒸气压缩式制冷的热力学原理蒸气压缩式制冷的工作原理是使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热冷凝、节流和吸热蒸发四个主要热力过程，从而完成制冷循环，实现对被冷却介质的制冷效果。

第一节 理想制冷循环一、逆卡诺循环卡诺循环（Carnot Cycle ）是在两个温度不相同的定温热源之间进行的理想热力循环。

图1-2所示的1→2→3→4→1是逆卡诺循环（Reverse Carnot Cycle ），也是理想循环。

0k q q w =+∑（1-1） 0q w ε=∑（1-2）00T T T k c '-''=ε （1-3）200)(T T T T k k c '-''='∂∂ε200)(T T T T k k c '-''='∂∂ε 因此k c c T T '∂∂>'∂∂εε0 热泵的经济性用供热系数μ表示，供热系数为单位耗功量所获取的热量，即图1-1 液体气化制冷原理图图 1-2 逆卡诺循环 T k ΄T T 0΄1+==∑εμw q k（1-4）二、劳仑兹循环劳仑兹循环（Lorenz Cycle ）是由两个等熵绝热过程和两个可逆多变过程组成的理想制冷循环。

劳仑兹循环的制冷系数m kmmk l T T T q q q w q 00000'-''=-==∑ε （1-5）第二节 蒸气压缩式制冷的理论循环一、蒸气压缩式制冷的理论循环图1-4 蒸气压缩式制冷的理论循环 （a ）工作过程；（b ）理论循环（a ）（b ）sT T oT a d T'0T'图1-3 劳仑兹循环实际采用的蒸气压缩式制冷的理论循环是由两个等压过程、一个绝热压缩过程和一个绝热节流过程组成，如图1-4所示。

它与理想制冷循环相比，有以下三个特点：（1） 用膨胀阀代替膨胀机； （2） 蒸气的压缩在过热区进行，而不是在湿蒸气区内进行； （3） 两个传热过程均为等压过程，并且具有传热温差。

二、蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算（一）压焓图的应用图1-6是压焓图上表示的蒸气压缩式制冷的理论循环。

014q h h =- kJ/kg （1-6） 32h h q k -= kJ/kg （1-7） 12h h w c -= kJ/kg（1-8） 43h h = kJ/kg （1-9） 0c k w q q =- kJ/kg（1-8a ）（二）蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算单位容积制冷能力是指压缩机吸入1m 3制冷剂所产生的冷量： 01411v q h h q v v -== kJ/m 3 （1-10）r M q φ=kg/s （1-11）1r r vV M v q φ==m 3/s（1-12）)(32h h M q M r k r k -==φ kW（1-13）lg h图1-5 压焓图lg 图1-6 蒸气压缩式制冷理论循环)(12h h M w M P r c r th -== kW（1-14）01421th thc q h h P w h h φε-===- （1-15）制冷效率ηR 是理论循环制冷系数εth 与考虑了传热温差的理想制冷循环的制冷系数),(0T T k c ε或),(0m km l T T ε之比，即c th R εεη=或 lth εε（1-16）用ηR 可以评价一个制冷循环与工作温度完全相同的理想制冷循环的接近程度；还可以评价制冷剂热力性能对制冷系数的影响程度。

热泵循环的理论供热系数μth （通常称为热泵的性能系数）是指单位理论耗功率的供热量，即 1232h h h h w q P c k thkth --===φμ （1-4a ）可也简化为th th εμ+=1（1-4b ）值得注意的是：式（1-4a ）是热泵循环供热系数的通用表达式，只有当热泵循环的工况（即冷凝温度、蒸发温度、再冷度、过热度）与制冷循环完全相同时，此时的理论供热系数μth 和理论制冷系数εth 之间才具有（1-4b ）式所示的关系。

第三节 蒸气压缩式制冷循环的改善一、膨胀阀前液态制冷剂再冷却为了使膨胀阀前液态制冷剂得到再冷却，可以采用再冷却器或回热循环。

（一）设置再冷却器图1-9（a ）为具有再冷却器的单级蒸气压缩式制冷的工作流程。

图1-9（b ）的3→3'就图1-7 例题1-1图 lgh是高压液态制冷剂再冷却过程线，其所达到的温度T s.c 称为再冷温度，冷凝温度T k 与它的差值Δt s.c 称为再冷度。

（a ） （b ） 图 1-9 具有再冷却器的蒸气压缩式制冷循环（a ）工作流程 ；（b ）理论循环◆（二）蒸气回热循环（a ） （b ）图 1-10 回热式蒸气压缩式制冷循环 （a ）工作流程；（b ）理论循环◆ 严格说液体等压线与饱和液线并不重合，但相差不大，故再冷过程线3→3'近似落在饱和液线上。

TT k T 0 T膨胀阀冷冻水T T T二、回收膨胀功（a ） （b ）图1-11 采用膨胀机的蒸气压缩式制冷循环（a ） 工作过程；（b ） 理论循环单位质量制冷能力增大 0000e q q q q =+∆> 压缩机理论耗功率减小 c e c e c w w w w =-< 理论制冷系数提高 000e t h e t h c e c eq q q w w w εε+∆==>-三、多级压缩制冷循环多级压缩制冷循环常采用闪发蒸气分离器和中间冷却器两种形式。

（一）闪发蒸气分离器闪发蒸气分离器也称为经济器（Economizer ）。

该循环称为二次节流、中间不完全冷却双级压缩制冷循环。

sT T 0T膨胀机0e sT k T 图1-12 多级压缩制冷循环图1-13 带闪发蒸气分离器的双级压缩制冷循环（a ）工作流程；（b ）理论循环（二）中间冷却器图1-14示出一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷原理图；图1-15示出一次节流、不完全中间冷却的双级压缩制冷原理图。

图1-14 一次节流完全中间冷却的双级压缩制冷循环（a ）工作流程；（b ）理论循环图1-15 带回热器的一次节流不完全中间冷却的双级压缩制冷循环（a ）工作流程；（b ）理论循环1. 双级蒸气压缩制冷的中间压力（a ）（b ）lg（b ）（a ）sT T 0T 冷却水膨胀阀②lg（a ）（b ）m p = （1-17）2. 关于制冷剂质量流量 0118r M h h φ=- （1-18）)()()(632751321h h M h h M h h M r r r -=-+- （1-19）16375322)()(r r M h h h h h h M --+-=（1-20）235727121136362703617()()1kg/s ()()r r r r r h h h h h h M M M M M h h h h h h h h h h φ⎡⎤-+--=+=+=⎢⎥--⎣⎦-=--（1-21）)(3221133h h M M M h h r r r '-++'= （1-22）08063731637521))((1φh h h h h h M hh h h M M M r r r r --'-'=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-'-+=+=（1-23）四、复叠式制冷循环复叠式制冷循环有两种类型，其一是由中温制冷剂和低温制冷剂两套独立制冷循环嵌套而成的双系统复叠式制冷循环（Refrigeration Cascade system ，简称复叠式制冷循环），另一类则是采用非共沸混合制冷剂的单系统内复叠制冷循环（Auto-Refrigeration Cascade system ）。

图1-16（a ）是（双系统）复叠式蒸气压缩制冷的工作流程图。

图1-16 复叠式蒸气压缩制冷循环 (a) 工作过程；(b) 理论循环的lg p -h 图lg p(b) p 0p k p k p 0(a)蒸发器冷凝器高温级R22 低温级R23内复叠制冷循环系统是一种采用多元非共沸混合制冷剂（如R134a/R23等）的制冷系统，如图1-17所示[2]，它使用单台压缩机，混合制冷剂经压缩后在循环过程中经过一次或多次的气液分离，使得整个制冷循环中有两种以上成分的混合制冷剂同时流动和传递能量，在高沸点组分和低沸点组分之间实现复叠，从而达到制取低温（－60℃以下）的目的。

第四节 跨临界制冷循环对于高温与中温制冷剂，在普通制冷范围内，由于制冷循环的冷凝压力远离制冷剂的临界压力，故称之为亚临界循环。

亚临界循环是目前制冷、空调领域广泛应用的循环形式。

然而，一些低温制冷剂在普通制冷范围内，利用冷却水或室外空气作为冷却介质时，压缩机的排气压力位于制冷剂临界压力之上，而蒸发压力位于临界压力之下，故将此类循环称为跨临界循环（Transcritical Cycle ）或超临界循环（Supercritical Cycle ）[4]。

目前出现的以CO 2（R744）为制冷剂的空气源热泵热水器就采用跨临界循环。

一、CO 2跨临界制冷循环制冷剂高压端热交换器不再称为冷凝器（Condenser ），而称为气体冷却器（Gas Cooler ）。

（a ） （b ）图1-18 简单单级CO 2跨临界制冷循环（a ）循环原理图；（b ）压焓图[2] 彦启森 主编. 制冷技术及其应用[M]，北京：中国建筑工业出版社，2006.[4] Neksa P, Rekstal H, Zakeri G R. CO2-heat pump water heater. characteristics, system design and experimental results.InternationalJournal Refrigeration[J], 1998,21(3): p172-179.图1-17 内复叠制冷循环系统原理图A-压缩机；B-冷凝器；C1-高沸点制冷剂贮液器；C2-低沸点制冷剂贮液器； D-气液分离器；E-蒸发冷凝器；F-蒸发器；G-回热器；J1、J2-节流装置hlg014q h h =- kJ/kg （1-6΄◆） 21c w h h =- kJ/kg （1-7΄） 23k q h h =- kJ/kg（1-8΄） 43h h = kJ/kg （1-9΄） 0c k w q q =- kJ/kg01421th c q h h w h h ε-==- （1-15΄）当蒸发温度t 0、气体冷却器出口温度t 3保持恒定时，随着高压侧压力p 2（或压缩比p 2/ p 1）的升高，单位质量耗功量呈直线规律上升，而单位质量制冷量的上升幅度却有逐渐减小的趋势，二者综合作用的结果使得制冷系数εth 先逐渐升高再逐渐下降，在某压力p 2下出现最大值εthm ，对应于εthm 的压力称之为最优高压侧压力p 2opt 。

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第1章第1节 原子结构(第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理)(学生版)

第1章第1节 原子结构(第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理)(学生版)

《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修2）》第一章原子结构与性质第一节原子结构第2课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理四．电子云与原子轨道由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。

，注：(1)同一能层中，p能级的原子轨道空间伸展方向不同但原子轨道的能量相同；(2)人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。

【思考讨论】分析同一原子的s电子的电子云轮廓图，请解释为什么同一原子的能层越高，s电子云半径越大？同一原子的s电子的电子云轮廓图【回顾与展望】各能级所含有原子轨道数目能级符号 n s n p n d n f 最多电子数 能级轨道数目能层轨道数目电子层为n 的状态含有 个原子轨道。

五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理：基态电子排布遵循的三个原理1、电子的运动状态⎩⎪⎨⎪⎧空间运动状态：一个空间运动状态即一个原子轨道自旋状态：一个原子轨道内的两个电子有顺时针和逆时针两种取向【深刻理解】电子自旋（1）内在属性：自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性； （2）两种取向：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称 ； （3）表示方法：常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。

2、轨道表示式（电子排布图）（1）用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连；（2）箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称 ，“↑”或“↓”称 (或称未成对电子)； （3）能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态。

【资料卡片】常见原子的电子排布图原子类别 电子排布式电子排布图 氢原子 1s 1 1s↑ 氦原子1s 21s ↑↓ 氮原子 1s 22s 22p 31s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑ ↑ ↑ 氧原子 1s 22s 22p 41s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑ ↑ 钠原子1s 22s 22p 63s 11s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s ↑〔思考讨论〕（1）在钠原子中，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。

公共建筑设计原理第一,二章重点

公共建筑设计原理第一,二章重点


1.在公共建筑中，尽管空间的使用性质与组成类型是多种多样的，但可以概括地划分为：
①主要使用部分
②次要使用部分
③交通联系部分：
Ⅰ水平交通：用来解决同一层中各房间水平联系的问题。
水平交通空间布置要点：应从全局出发，在满足功能要求的前提下，结合空间艺术构思的需
要，力求减少通道、厅堂的面积和长度，这样不仅可以使空间组合紧凑，还可以带来一定的经济效益。（应
直截了当，防曲折多变，与各部分空间有密切联系，宜有较好的采光和照明）。
<1>完全为交通联系的需要而设置的过道和通廊。如旅馆、办公等建筑走道和电影院中的安
全通道等是供人流集散时使用的，一般不包括再安排其他功能要求的内容，以防止人流停滞而造成阻塞的
不良后果。
<2>主要作为交通联系空间兼为其他功能服务的过道通廊。如医院门诊部的宽型过道，可兼
特定的环境之中，去考虑单体建筑与环境之间的关系，
即考虑与自然的和人造的环境特点相结合。
3.对于建筑--环境应当采取何种态度呢？
莱特，作为现代建筑的巨匠，他极力主张“建筑应该是自然的，要成为自然的一部分”。简言之，建筑就
是应当模仿自然界有机体的形式，从而和自然环境保持和谐一致的关系。马瑟-布劳亚论到“风景中的建
加以组织，使总体空间环境的布局联系方便，紧凑合理。
二是在群体建筑造型艺术处理上，需要从性格特征出发，结合周围环境及规划的特点，运用各种形式美的
规律，按照一定的设计意图，创造出完整而有优美的室外空间环境。
三是运用绿化、雕塑及各种小品等手段，丰富群体建筑空间环境的艺趣，已取得多样统一的室外空间环境
效果。
3.群体组合可应做到：①各建筑物的体形之间彼此呼应，互相制约 ②各外部空间既完整统一又互相联系，
原理第1章第1节第2课时 化学反应的热效

原理第1章第1节第2课时 化学反应的热效

第一节 化学反应的热效应（第2课时）学案编撰人：董玉红 审核人：陈修峰 孙宝玲教学目标1、理解反应热、焓变的含义及其表示方法。

2.通过学习焓变的定义以及热化学方程式，使学生初步感受到热力学的严谨性及其意义。

自主学习1.什么是反应的“焓”？反应的“焓变”的意义又是怎样？其表达式是什么？⑴反应的“焓”是描述__________________________________________________，符号是“_____”，单位是“__________”。

物质所聚集的状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说， _______＞________＞ _______。

⑵热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，除去伴随着反应体系体积的改变做功所消耗的能量，如果反应中物质的能量变化全部转化为 能，而没有转化为电能、光能等其它形式的能，则反应前后物质的________的改变（反应的“焓变”）就等于该反应的反应热。

⑶其表达式是：△H ＝ ______________________________________________________[要点强化指导]：反应“焓变”与反应热的关系怎样？反应“焓变” 与反应热的关系为：如果△H ＞ 0 ，即反应产物的焓______反应物的焓，说明反应是_____能量的，为__ __热反应。

如果△H ＜ 0 ，即反应产物的焓______反应物的焓，说明反应是______能量的，为_____热反应。

我们可以借助于反应焓变示意图来理解反应焓变与反应热之间的关系。

化学反应中的焓变示意图△H = ∑E(反应产物） —∑E(反应物)2.在热化学中，我们应如何定量的描述一个化学反应释放或吸收热量呢？并举例说明。

在热化学中，常用热化学方程式把一个化学反应中________的变化和反应的焓变同时表示出来。

如：H ＋（aq ）＋ OH －（aq ）＝ H 2O （l ） △H ＝ －57.3 kJ/ mol ，H 2（g ）+ 1/2O 2（g ）= H 2O （l ）；△H = －285.8kJ•mol －1 。

第1章_热交换器基本原理

第1章_热交换器基本原理


dQ
对逆流：
Δt = t1 – t2 → dΔt = dt1 – dt2
dQ = k·Δt·dF
热流体：
dQ
- M1c1dt 1
dt1
-
1 W1
dQ
冷流体：
dQ
-M2c2dt 2
dt 2
-1 W2
dQ
dΔt
1 W1
1 W2
dQ
μdQ
+ - μ 1 1 W1 W2
：顺流 ：逆流
dΔt μdQ μkΔtdF
却。如回转式空气预热器。
按材料分：
1. 金属材料换热器 常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、
铝及铝合金、钛及钛合金等。因金属材料导热 系数大，故此类换热器的传热效率高。 2. 非金属材料换热器
常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。 因非金属材料导热系数较小，故此类换热器的 传热效率较低。常用于具有腐蚀性的物系。
t1 t1
t2 t2
t2 t2
ξt1 ξt1
t1 t1
(x)
将式(x)代入式(w)，并考虑到:
ξ
1
W1 W2
2
1
t 2 t1
t 2 t1
2
(y)
整理，得到平均温差的公式：
Δt m
ln
t1
t1
t1 t12
t2 t2
t2 t2 2 t1 t12 t2
t2 2
t1 t1 t2 t2 t1 t12 t2 t2 2
要计算整个换热的平均温差，首先需要知道 温差随换热面的变化，即 Δtx= f(Fx)，然后再沿 整个换热面积进行平均。
1.2.1 流体的温度分布
t1 冷凝