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制冷系统中低温工质的选择与性能分析制冷系统是现代化生活和工业生产中必不可缺的设备，而低温制冷系统则是许多产业如食品加工、医药制备、化工等的重要环节。
低温工质作为低温制冷系统中主要的工作介质，其选择与性能分析对于保障低温制冷系统的高效稳定运行具有至关重要的作用。
一、低温工质的种类低温工质按照其工作温度的不同可以分为常压低温工质和高压低温工质两种。
其中，常压低温工质主要用于制冷设备中工作温度为-50°C以下的环节，如甲烷、氟利昂、氨等；而高压低温工质则用于工作温度超过-50°C的部分，如二氧化碳、乙烷、乙醇等。
其中，二氧化碳因其环保、易得、不燃等特点在低温制冷中被广泛应用，使用温度范围可以达到-140°C以下，在高压条件下具有良好的热力学性质和传热性能。
而乙烷则因其不易燃、操作简单、在制冷温度范围内良好的蒸发性能等特点被用于制药、航空等多个领域的低温制冷工作中。
气体混合物也被广泛应用于低温制冷中，如混合气体中小分子和大分子的同时存在，为低温制冷提供了更多的工质选择。
二、低温工质的性能分析常见的低温工质中，氨的制冷效率较高，且环保，经济实用；但由于其有毒，如工作中出现泄漏会严重影响工人的身体健康，因此需要在使用过程中格外注意安全。
氟利昂的热传导系数较高，但相比氨的制冷效率较低，且对环境的影响也较大。
而对于制冷时工质蒸发后产生的压缩功，可以通过比较工质的功率数值，从而评价其经济性；二氧化碳在低温环境下，其抗冻性更好，同时其制冷效率和精度也较高，但在高压状态下工作需要具备较强的压力容忍性。
因此，在选择低温工质时，需综合考虑环保性、经济性、制冷效率、压力容忍性等多方面的因素。
三、几种主要低温工质的特点和适用领域（一）二氧化碳二氧化碳是环保、安全、高效的低温工质之一，经常用于食品保鲜、医药制备等领域。
其中，其在低温制冷中的特点如下：1.抗冻性好：蒸发压力低于常温的二氧化碳不易结冰，也不会形成水锈；2. 热量换热效率高：在低温环境中，二氧化碳的传热效率明显优于其他工质；3. 安全环保：二氧化碳换热器可大大减小二氧化碳泄漏的风险，并能减小二氧化碳使用对环境的危害。
低温原理例题以下低温原理例题摘自王如竹和汪荣顺教授主编的《低温系统》（上海交通大学出版社，2000年12月）。
第二章工程材料的低温性质例2.1:求空气在250K 和101.3kPa 时的热导率。
已知:平均自由程为49nm,空气气体常数为287J/kg-g,绝热指数为1.4,定容比热为716.5J/kg-K 。
解:由于气体压力低于临界压力,因此可由理想气体方程计算空气的密度:ρ==⨯⨯=p RT kg m 101310287250141233../ 由公式(2.4),分子平均速度为:v m s =⨯⨯=().//8287250427412π由公式(2.3),气体热导率为:k W m K mW m K t =⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯-=---1891451412716542744910201310201392(.)...././ 空气在250K 时实验测得的热导率为22.27mW/m-K, 理论计算值与之比较相差10%左右。
例2.2:已知:铜的分子量为63.54g/mol,求铜在80K 时的晶格比热。
解: 由表2.2,查得铜的Debye 温度为310K, 因此T D θ==8031002581. 由表2.1,可查得c R v =1566.。
因为R R M J kg K u ===-83143400635413085.../, 所以80K 时铜的晶格比热为:c J kg K v =⨯=-1566130852049.../例2.3:已知铝原子量为27g/mol, 求铝在20K 时比热。
解: 由表2.2, 查得铝的Debye 温度为390K, 因此:T D θ==<20390005129112. 故可用公式(2.8)来计算晶格比热。
铝的气体常数R=8.31434/0.027=307.9 J/kg-K, 所以c RT J kg K v D==⨯⨯=-233782337830792039097083333..../θ 对导电金属,自由电子对比热也起作用。
制冷及低温工程必修课一、制冷及低温工程是啥呢？制冷及低温工程啊，就像是一个超级酷的魔法领域。
想象一下，在炎热的夏天，你从外面走进一个开着空调的房间，那种瞬间的凉爽就是制冷的功劳。
制冷可不仅仅是空调这么简单哦，它涉及到好多科学原理呢。
从大商场里一排排的冰柜，到工厂里保持特定温度的大型制冷设备，都离不开制冷技术。
低温工程就更厉害了，它能把温度降到很低很低的程度。
比如说，那些研究超导现象的科学家们，就需要低温工程来创造出极低的温度环境。
在这样的低温下，有些材料会表现出特别神奇的特性，就像拥有了超能力一样。
二、这门课要学些啥？这门必修课里呀，有很多有趣的知识要学。
其中很重要的一部分就是制冷循环啦。
就像是一个小圆圈，制冷剂在这个圈子里跑来跑去，一会儿吸收热量，一会儿释放热量，就把温度给降下来了。
制冷剂也有好多不同的种类呢，每一种都有自己的小脾气。
有的制冷剂环保，有的制冷效果特别好，但可能对环境不太友好，这时候就需要我们权衡利弊啦。
还有就是制冷设备的构造。
这就像了解一个复杂的小机器人家族一样。
压缩机、冷凝器、蒸发器等等，它们每个都有自己的任务，就像家庭成员分工合作一样。
压缩机就像大力士，把制冷剂压缩得紧紧的，然后送到冷凝器里，冷凝器就像个散热器，把热量散发出去。
蒸发器呢，又把制冷剂变回气态，这个过程中就会吸收周围的热量，让周围变冷啦。
三、为啥要学这门课？学习制冷及低温工程这门课的好处可多啦。
从现实生活的角度看，现在人们对生活品质的要求越来越高，制冷设备几乎是家家都有的东西。
如果你学好了这门课，以后家里的空调、冰箱出了小毛病，说不定你自己就能搞定呢，多厉害呀。
从职业发展来说，这个领域的就业前景也很不错。
无论是在空调制造企业，还是在冷链物流这种新兴行业，都需要懂制冷及低温工程的专业人才。
你可以参与设计新型的制冷设备，让它们更节能、更环保。
也可以在冷链运输中确保那些容易变质的食品、药品能够安全地到达目的地。
四、学习这门课的小窍门。
绪论一、名词解释制冷、制冷机、制冷量、制冷剂、制冷循环二、概念制冷与低温划分的温度标准；制冷的发展历史（现代制冷技术开始的标志，最早被发现的制冷剂、谁发明第一台蒸气压缩式制冷机、第一台空气制冷机、第一台氨压缩式制冷系统、第一台家用冰箱？谁在哪年首次发现氟利昂12？未来制冷技术的发展体现哪3个需要和4个方面）第2章制冷方法一、名词解释潜热、显热、吸收剂、吸附剂、珀尔贴效应二、概念制冷方法根据是否存在物质相变可分为两大类；干冰和冰、冰盐的制冷能力大小比较。
哪些具体的制冷方法属于相变制冷？液体蒸发制冷循环必须具备哪四个基本过程？蒸汽压缩式制冷系统、蒸气吸收式制冷系统、蒸汽喷射式制冷系统、蒸气吸附式制冷系统和半导体制冷系统的工作原理及系统组成？第3章蒸汽压缩式制冷系统一、名词解释热源、热汇、热泵型制冷机、性能系数、循环效率、单级压缩、容积效率（又叫输气系数）、制冷剂代号含义（包括国际标准代号和CFCs、HCFCs、HFCs、FCs的含义）、制冷剂安全等级含义（例如A2)、共沸混合物制冷剂、标准蒸发温度（又叫标准沸点）、临界温度、ODP、GWP、TEWI、复叠式制冷、亚临界循环、跨临界循环二、概念要点1. 应用COP和循环效率在评价制冷循环经济性时，两者的异同？2. 单级蒸气压缩式制冷的理论循环作了哪些假设？3. 熟练掌握用压力-比焓图描述各种蒸气压缩式制冷循环的工作过程。
4.获得液体过冷的方法有哪些？液体过冷、压缩机吸气过热对制冷循环经济性能的影响。
5. 冷凝温度变化、蒸发温度变化对制冷循环的性能影响。
6. 制冷剂的分类。
判断某种物质是否适合作为蒸气压缩式制冷系统的制冷剂应该考虑哪些方面？7. 共沸混合物制冷剂具有哪些优点？8. 氟利昂制冷剂具有哪些共性？氨、水和二氧化碳作为制冷剂具有哪些特点？9. 会判别单级、多级和复叠式压缩制冷分别适用的制冷温度范围，以及什么原因导致单级压缩或多级压缩制冷循环存在局限性？10. 能够熟练地绘出两级压缩制冷循环和简单的二元单级压缩复叠式制冷循环的系统流程图，并说明系统的主要工作原理。
制冷与低温测试原理要点2017.6（个人理解，仅供参考）1、300K-常温、120K-低温上限、90K-氧液化点、77K-氮液化点、20K-氢液化点、4.2K-氦液化点、2.17K-超流氦转化点<1937年卡皮查发现，特点为：无流动阻力和超强导热性>。
2、制冷技术发展两个阶段：天然冷源应用（到十八世纪中期），主动的机械制冷阶段（十八世纪中期至今）。
3、常用的低温工质：空气、氧、氮、氩、氖、氢、氦（对应1中液化温度）。
4、测量：利用某种测量工具或仪器，通过一定的方法，直接或间接地得到所需要的量值的过程。
5、数据处理：利用统计学的方法，从理论上估计随机误差对测量结果的影响，也就是首先从测量序列中得一个最优概值，然后对最优概值的测量误差做出估计，得到测量值的过程。
6、测量条件：人、仪表和外界条件。
7、仪表系统：传感器、调理传输器和数据显示器。
传感器：将感受到的被测量信号转换成相应信号输出（影响单一、单值函数关系、反应快延迟小、少干扰）。
调理传输器：根据数据获取与相应部件的要求调理与传送感受件输出的信号（要求：信号稳定、精确度高、信息损失小）。
数据显示：实验者观察被测参量的数值和变化（模拟式、数字式、屏幕式）。
8、测量仪表的质量指标绝对误差、相对误差、基本误差（规定工作条件下，仪表的最大误差与量程之比）。
量程：仪表能够测量的最大输入量与最小输入量间的范围。
（最好使测量值落在仪表量程的三分之二左右）精度：仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差，表征指示值与真值接近的程度。
灵敏度：稳态条件下输出变化对输入变化的比值。
表征仪表对被测参数变化的敏感程度。
分辨率：仪表响应或分辨输入量微小变化的能力。
表征引起仪表指针发生可见变化的被测参数的最小变化量。
不灵敏区称为死区。
线性度：传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差对满量程输出的百分比。
表征校准曲线接近规定直线的吻合程度。
重复性：在全量程范围内对应于同一输入值，输出的最大值与最小值之差对量程的百分比。
