2第二章 制冷剂与载冷剂
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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。
第2讲:制冷剂、载冷剂、冷冻机油§2-1 制冷剂制冷剂又称制冷工质,用英文单词(Refrigcrant)的首位字母“R”作为代号。
它是一种在制冷循环过程中利用液体气化吸收热量,又在外功的作用下,把气体液化放出的热量传给周围介质的物质。
它易于气化,又易于液化。
在制冷装置中,没有制冷剂就无法实现制冷。
高压制冷剂。
按可燃性和毒性分类,分为不可燃、可燃、易燃、低毒、高毒等组别。
●制冷剂的选用原则制冷剂应具备一些基本要求,可以从热力学、物理化学、安全和经济等方面来考虑。
(1)热力学的要求①在大气压下,制冷工质的蒸发温度(沸点)t0要低。
这样不仅可以获取比较低的温度,而且还可以在一定的蒸发温度t0下,使其蒸发压力P0高于大气压力,以避免空气进入制冷系统影响换热设备的换热效果和设备的使用寿命。
同时,在一定的蒸发温度下,蒸发压力高于大气压力,系统一旦发生泄漏时容易发现。
②要求制冷剂在常温条件下,要有比较低的冷凝压力P k,以免对处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排出管道等设备的强度要求过高。
通常按正常蒸发温度t0和常温下的冷凝压力P k将制冷工质分为以下三种:a.高温制冷工质(或称低压制冷工质):t0>0℃,P k<2~3kg/cm2。
如R11、R113、R114等,这些制冷剂适用高温环境下空调系统用的离心式压缩机。
b.中温制冷工质(或称中压制冷工质):0℃>t0>-70℃,P k<15~20 kg/cm2。
如氨(R717)、氟利昂12(R12)、氟利昂22(R22)、氟利昂500(R500)、氟利昂502(R502)等,这类制冷剂使用范围比较广,适用于活塞式制冷压缩机制电冰箱、食堂小冷库、空调用制冷系统、大型冷藏库等制冷装置中。
c.低温制冷工质(或称高压制冷工质):t0<-70℃,P k>20kg/cm2.如氟利昂13(R13)、氟利昂14(R14)、氟利昂23(R23)、氟利昂503(R503)等,这类制冷剂只适用于复叠式制冷装置中的低温部分或在-70℃以下的低温制冷设备。
空气调节用制冷技术课后部分习题答案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 628kW6.98.09.0)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) ()w in 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()w in ain P in ,in t t f P ''= (6) ()w in 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 e ain P in ,in t M Q 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。
第2章制冷剂和载冷剂制冷剂又称制冷工质,它是在制冷系统中完成制冷循环的工作介质。
制冷剂在蒸发器内气化吸收被冷却介质的热量而制冷,又在高温下把热量放给周围介质,重新成为液态制冷剂,不断进行制冷循环。
蒸气压缩式制冷装置是利用制冷剂的集态变化来达到制冷的目的,因此,制冷剂的性能直接影响制冷循环的技术经济指标。
2 . 1 制冷剂制冷剂的种类有几十种,但在工业上常用的不过10余种。
2 . 1 . 1 对制冷剂的要求1.对制冷剂的要求(1)用常温的水或空气做冷却介质时,制冷剂相应的冷凝压力不太高,以减少制冷装置的承受能力。
在工作温度范围内其相应的蒸发压力不低于大气压力,避免制冷系统的低压部分出现负压,防止空气渗入系统。
同时,冷凝压力和蒸发压力之比不要过大,以免压缩终了的温度过高、压缩机的容积效率过低。
(2)通常要求制冷剂的单位容积制冷量要大,这样可以缩小压缩机的尺寸。
(3)由于在临界温度以上,无论加多大的压力都不能使制冷剂液化,因此,制冷剂的临界温度要高,便于用常温的冷却介质进行冷凝。
凝固温度要低,以获得较低的蒸发温度。
便于用一般的冷却水或空气进行冷凝。
压缩终了温度不要太高,以免压缩机的润滑条件恶化。
(4)制冷剂的粘度和密度应尽可能小,以减少制冷剂在系统中的阻力。
(5)导热系数要大,可以提高热交换设备的传热系数,减少传热面积,使热交换器耗用的金属材料减少。
(6)对制冷装置所用的材料无腐蚀性,与润滑油不起化学作用;高温下不分解,热稳定性好。
(7)对人体无害,无燃烧和爆炸危险,使用安全。
(8)易于取得,价格便宜。
(9)对大气臭氧层没有破坏作用。
(10)对全球气候变暖影响程度小完全满足上述所有要求的制冷剂是很难寻觅的,各种制冷剂总是在某些方面有其长处,而在另一些方面又有其不足。
并且使用要求、运行条件和机器种类及容量不同,对于制冷剂性质要求的考虑侧重面也就不同,所以应该按照主要条件来选择相应的制冷剂。
目前所采用的制冷剂都存在一些缺点,因此在选用制冷剂时,应根据实际情况,主要条件符合即可选用。