第三章蒸汽压缩式制冷设备.
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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。
①饱和液体线X=0:由于过冷液体线密集在X=0线附近,所以饱和液体表示两种状态:过冷液体和饱和液体。
②等压线:在过冷区为向右下方弯曲的曲线,在湿区为水平线和等温线重合;在过热区为向右上方弯曲的曲线。
制冷技术作业第一章 蒸汽压缩式制冷的热力学原理 练习题-6 (1) 压焓图hl g PR22(2) 中间压力MPa 11.00=p ; MPa 4.1=k pMPa 39.04.111.00=⨯=⋅=k m p p p(3)各状态点主要参数低压压缩机质量流量kg/s 2010.020039286.310810rL =-⨯=-==h h q M φφ低压压缩机实际输气量/s m 402.000.202010.031rL rL =⨯=⋅=v M V由中间冷却器能量平衡,得()()69rb 75rL h h M h h M -=-kg/s 0451.02010.0237402200237rL 6975rb =⨯--=--=M h h h h M kJ/kg 4190451.0201.0402.0451*******.0rb rL 9rb 2rL 3=+⨯+⨯=+⋅+⋅=M M h M h M h高压压缩机实际输气量()()/s .0165m 0067.0.04510201.033rb rL rH =⨯+=⋅+=v M M V(3)循环的理论耗功率()()()KW46.015352461.0322010.034rb rL 12rL th2th1th =⨯+⨯=-⋅+⋅+-⋅=+=h h M M h h M P P P第二章 制冷剂与载冷剂 练习题-2高温制冷剂为低压制冷剂,有R11, R123, R718, 适用于空调系统中温制冷剂为中压制冷剂,有R22, R717, R134a, R600, 适用于冷藏,空调系统低温制冷剂为高压制冷剂,有R744, 适用于复叠制冷低温级,跨临界循环第三章 制冷压缩机 练习题-3(1) 压焓图hl g PR22(2) 各状态点主要参数kg/s 0402.0237411745111r1=-=-==h h q M φφkg/s 0864.02373991478222r2=-=-==h h q M φφkJ/kg 403.086400402.0399.086404110402.02192611=+⨯+⨯=+⋅+⋅=M M h M h M h压缩机理论输气量()()()/s m 0173.02453.0/52.31245.00-44.80.09680.086400402.03V 121h =⨯⨯+=+=ηv M M V (3)压缩机理论输入功率()()()KW 502.9547864.00402.0012r2r1th =⨯+=-⋅+=h h M M P压缩机输入功率().4226KW 128.09.02453.0/352.10513.0948.0502.95em i thin =⨯⨯⨯-==ηηηP P制冷系数COP90.614226.12147in21=+=+=P COP φφ(4)()KW 0050.125402.0051_5r1th1=⨯=-⋅=h h M P056.48.09.0)498.0/352.10513.0948.0(0050.17e m i th111=⨯⨯⨯-⨯==ηηηφP COP ()KW 016.8344.0864081_8r2th2=⨯=-⋅=h h M P764.18.09.0)2453.0/352.10513.0948.0(8016.314m m i th222=⨯⨯⨯-⨯==ηηηφP COP 628kW 6.98.09.0)2453.0/352.10513.0948.0(8016.3.809.0)498.0/352.10513.0948.0(0050.1em i th1e m i th1in =⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯-=+=∑ηηηηηηP P P (5)第一类方案初投资小,运行费用高 第二类方案初投资大,运行费用低第四章制冷装置的换热设备第五章节流装置和辅助设备练习题-1第六章 蒸气压缩式制冷装置的性能调节 练习题-2 (1) 已知()c e Q e ,e t t f Q = (1) ()c e P in ,in t t f P = (2) ()ain c Qc ,c t t f Q '= (3) ()win e Qe ,e t tf Q '= (4) in in c P Q Q += (5)联立上述5式子,以t ain , t win 为已知量,其余参数Q e ,Q c ,P in ,t e ,t c 为未知量,可得到压缩-冷凝-蒸发器联合工作特性()win ain P in ,int t f P ''= (6) ()win ain Qe ,e t tf Q ''= (7) 带入冷却水出水温度,消去冷却水进水温度,上式可写为,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+''=wout w eain P in ,in t MQ t f P (8) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+''=wout w eain Q e ,e t MQ t f Q (9) 上述两式中的Mw 可由该制冷机的名义工况和压缩-冷凝-蒸发器联合工作特性确定()()()in wout w win ain Qin wout w ew ,e t t c t t f t t c Q M -⋅''=-⋅=(10)将(10)带入(8-9),(8-9)中以t ain , t wout 为已知数,P in , Q e 为未知数联立求解,可得到不同出水温度时,系统性能。
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。
①饱和液体线X=0:由于过冷液体线密集在X=0线附近,所以饱和液体表示两种状态:过冷液体和饱和液体。
②等压线:在过冷区为向右下方弯曲的曲线,在湿区为水平线和等温线重合;在过热区为向右上方弯曲的曲线。
蒸汽压缩式制冷机的工作过程1. 引言蒸汽压缩式制冷机是一种常见的制冷设备,广泛应用于家庭和商业领域。
它利用蒸发和冷凝的物理原理来实现制冷效果。
本文将详细介绍蒸汽压缩式制冷机的工作过程,包括其基本原理、组成部分以及工作循环。
2. 基本原理蒸汽压缩式制冷机的工作原理基于卡诺循环。
根据热力学第一定律,能量守恒,热量可以从高温区域传递到低温区域。
而根据热力学第二定律,热量无法自行从低温区域传递到高温区域。
因此,在制冷过程中,需要消耗外部能源来将热量从低温区域转移到高温区域。
3. 组成部分蒸汽压缩式制冷机由以下几个主要组成部分组成:3.1 蒸发器(Evaporator)蒸发器是制冷系统中的一个重要组件。
其作用是将制冷剂从液态转变成气态,吸收周围环境的热量。
在蒸发器中,低压制冷剂流经管道,在与外界空气接触的过程中蒸发,并从周围环境吸收热量。
3.2 压缩机(Compressor)压缩机是蒸汽压缩式制冷机的核心部件,其作用是将低温、低压的气体制冷剂吸入,然后通过增加压力和温度来提高制冷剂的温度和压力。
这样做的目的是为了使制冷剂能够流动到冷凝器中,并且能够释放更多的热量。
3.3 冷凝器(Condenser)冷凝器是将高温、高压的气体制冷剂转变为液态的关键组件。
在冷凝器中,制冷剂通过与外界空气或水接触,释放热量并降温,从而使制冷剂从气态转变为液态。
3.4 膨胀阀(Expansion Valve)膨胀阀控制着制冷剂从高压区域流向低压区域的速度。
它通过限制制冷剂的流量,降低其压力和温度,从而实现制冷效果。
4. 工作循环蒸汽压缩式制冷机的工作循环包括四个主要过程:蒸发、压缩、冷凝和膨胀。
下面将对每个过程进行详细描述:4.1 蒸发过程在蒸发器中,低温、低压的液态制冷剂吸收外界空气或物体的热量,从而使制冷剂蒸发成气态。
这个过程是通过增加制冷剂与周围环境接触面积来提高传热效率的。
4.2 压缩过程在压缩机中,气态制冷剂被吸入并被压缩成高温、高压的气体。
制冷与低温技术原理习题1第三章蒸气压缩式制冷(1)一、填空题1.单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环中,制冷系统由(),(),()和()四个基本部件组成,并用管道将它们串连成一个封闭的系统。
2.单级制冷机一般可用来制取()以上的低温。
3.蒸气压缩制冷循环中,节流过程产生的蒸气是()出来的,该蒸气通常称之为(),它在蒸发器中几乎不产生()作用。
4.在制冷剂的状态图p-h图中,等温线在液体区()线,在两相区是()线,在过热区是()线。
5.在制冷剂的状态图p-h中可以看到,在过热区,蒸气的过热度越大,其等熵线的斜率越()。
6.制冷机的性能主要用(),()和()反映。
7.单级蒸气压缩式制冷循环中,制冷剂的汽化潜热越(),或节流后所形成的蒸气的干度越(),则循环的单位制冷量越大。
(填大,小,不变)8.单级蒸气压缩式制冷循环中,对某一具体的制冷剂来说,理论循环的蒸气比体积v1随蒸发温度或蒸发压力的降低而()。
若冷凝温度已经确定,则单位容积制冷量随蒸发温度的降低而()。
9.单级蒸气压缩式制冷循环的理论比功与()和()有关。
10.单级蒸气压缩制冷循环中,冷凝温度越(),蒸发温度越(),则制冷系数越小。
(填高,低,不变)11.设不同制冷剂工质在一定蒸发温度和冷凝温度下完成制冷循环。
通过()可以反映系统的压力水平,通过(),()和()可以了解压缩机的工作条件,()和()可以反映制冷机的制冷能力,通过()可以反映制冷循环的经济性。
12.高压液体过冷对制冷循环的影响表现为:可使单位制冷量(),单位容积制冷量(),循环比功(),制冷系数()。
(填增加,略增加,减小,不变,或不定)。
13.由制冷剂的热力状态图可知,节流前液体的过冷度愈大,则节流后的干度愈(),循环的单位制冷量愈()。
因此,采用液体过冷循环,对提高()和()都是有利的。
14.采用液体过冷循环,在相同过冷度下,过冷使制冷量和制冷系数提高的百分数与制冷剂的()和()有关。
制冷技术复习题—第一部分第一章:蒸汽压缩式制冷的热力学原理1.为什么说逆卡诺循环难以实现?蒸汽压缩式制冷理想和实际循环为什么要采用干压缩、膨胀阀?逆卡诺循环的传热过程为无温差传热,而实际传热过程存在温差。
采用干压缩-----P6 (1)(2)采用膨胀阀------液态制冷剂膨胀过程膨胀功不大,而且机件小,摩擦损失又相对较大,为了简化制冷装置以及便于调节进入蒸发器的制冷剂流量,采用膨胀阀代替膨胀机。
2.对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设?与实际循环有何区别?1)理论循环假定:①压缩过程是等熵过程;②节流过程是等焓过程;③冷凝器内压降为零,出口为饱和液体,传热温差为零,蒸发器内压降为零,出口为饱和蒸汽,传热温差为零;④工质在管路状态不变,压降温差为零。
2)区别:①实际压缩过程是多变过程;②冷凝器出口为过冷液体;③蒸发器出口为过热蒸汽;④冷凝蒸发过程存在传热温差tk=t+Δtk,to=t-Δto。
3.什么是制冷循环的制冷效率?制冷系数?COP值?什么是热泵的供热系数?制冷效率:理论循环制冷系数与理想循环制冷系数之比。
制冷系数:制冷量与压缩机耗功率之比。
COP:实际制冷循环的性能系数,= 制冷量与输入功率之比。
热泵的供热系数:供热量与压缩机耗功率之比。
4.为什么要采用回热循环?液体过冷,蒸汽过热对循环各性能参数有何影响?画出回热式蒸气压缩式制冷循环工作流程图。
为了保证膨胀阀前的液态制冷剂有一定的过冷度同时保证进入压缩机前的的气态制冷剂有一定的过热度常采用回热循环。
液体过冷蒸汽过热会增加制冷能力,同时也会增加耗功量,因此理论制冷系数是否提高与制冷剂的热物理性质有关,一般对节流损失打的制冷剂如氟利昂是有利的,对氨则不利。
5.TO(蒸发温度)TK(冷凝温度)的变化对循环各性能参数有何影响?随着冷凝温度的降低和蒸发温度的升高而升高,随着冷凝温度的升高和蒸发问的降低而降低。
6.为什么要采用双级压缩制冷?该循环的特点?为了减少过热损失,常采用多级压缩。