13冷鏈物流技3制冷基礎(chǔ)0403[課件]]

1、回顧p冷鏈的概念冷鏈的概念n冷鏈?zhǔn)侵敢赘称吩谏a(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售等各個(gè)冷鏈?zhǔn)侵敢赘称吩谏a(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)中始終保持適宜的溫度，最大限度的減少損耗并環(huán)節(jié)中始終保持適宜的溫度，最大限度的減少損耗并保持品質(zhì)的流通過程。保持品質(zhì)的流通過程。p冷鏈必須是無縫的鏈接，食品變質(zhì)不可逆冷鏈必須是無縫的鏈接，食品變質(zhì)不可逆n冷鏈中產(chǎn)品對熱量的累積情況決定了其腐壞的速率。冷鏈中產(chǎn)品對熱量的累積情況決定了其腐壞的速率。如果冷鏈中一點(diǎn)的缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生腐壞或者不能進(jìn)如果冷鏈中一點(diǎn)的缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生腐壞或者不能進(jìn)入正常銷售，那么冷鏈中的其他環(huán)節(jié)也不能彌補(bǔ)或者入正常銷售，那么冷鏈中的其他環(huán)節(jié)也不能彌補(bǔ)

2、或者改變其造成的破壞。改變其造成的破壞。冷鏈物流的特點(diǎn)冷鏈物流的特點(diǎn)p投資大投資大n冷庫建造和冷藏車購置是一般庫房和貨車的冷庫建造和冷藏車購置是一般庫房和貨車的3-53-5倍倍p運(yùn)營成本高運(yùn)營成本高n維持冷環(huán)境需要較多的資源投入維持冷環(huán)境需要較多的資源投入p技術(shù)含量高技術(shù)含量高n制冷技術(shù)、保溫技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量變化機(jī)理、溫度控制及制冷技術(shù)、保溫技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量變化機(jī)理、溫度控制及監(jiān)測等技術(shù)是冷鏈物流的技術(shù)基礎(chǔ)監(jiān)測等技術(shù)是冷鏈物流的技術(shù)基礎(chǔ)p監(jiān)控難度大監(jiān)控難度大n必須全過程監(jiān)控，需要嚴(yán)格的管理制度和高素質(zhì)的操作必須全過程監(jiān)控，需要嚴(yán)格的管理制度和高素質(zhì)的操作人員人員n食品的品質(zhì)特性食品的品質(zhì)特性q基本

3、特性基本特性-營養(yǎng)、安全營養(yǎng)、安全q功能特性功能特性-感官特性，機(jī)體調(diào)節(jié)感官特性，機(jī)體調(diào)節(jié)q流通特性流通特性-流通安全流通安全q附加特性附加特性-豐富生活豐富生活n品質(zhì)保持的目的品質(zhì)保持的目的q防止食品變質(zhì)防止食品變質(zhì)q保持食品的風(fēng)味、鮮度等原有的性狀保持食品的風(fēng)味、鮮度等原有的性狀食品變質(zhì)因素食品變質(zhì)因素n生物因素：由徽生物的腐敗、發(fā)酵、酶的作用而生物因素：由徽生物的腐敗、發(fā)酵、酶的作用而引起的成分變化；由害蟲、害獸引起的食害等。引起的成分變化；由害蟲、害獸引起的食害等。n化學(xué)因素：食品中的油脂、色素、維生素等各種化學(xué)因素：食品中的油脂、色素、維生素等各種成分發(fā)生氧化、非酶褐變、色素的褪色成

4、分發(fā)生氧化、非酶褐變、色素的褪色 等化學(xué)變等化學(xué)變化。化。n物理因素：包括損傷、吸濕、干燥、成分的結(jié)晶物理因素：包括損傷、吸濕、干燥、成分的結(jié)晶化、異味的吸附等物理變化?；?、異味的吸附等物理變化。n果蔬呼吸作用果蔬呼吸作用: :呼吸引起碳水化合物分解，致使質(zhì)呼吸引起碳水化合物分解，致使質(zhì)地萎縮、風(fēng)味變淡、細(xì)菌易附著。地萎縮、風(fēng)味變淡、細(xì)菌易附著。溫度對食品品質(zhì)的影響溫度對食品品質(zhì)的影響 隨著存放時(shí)間的延長，食品中的主要營養(yǎng)成分隨著存放時(shí)間的延長，食品中的主要營養(yǎng)成分的變化（減少）速率受溫度的影響。的變化（減少）速率受溫度的影響。n降低溫度可以抑制細(xì)菌的生長速度降低溫度可以抑制細(xì)菌的生長速度n降

5、低溫度可以抑制果蔬的呼吸作用降低溫度可以抑制果蔬的呼吸作用n流通環(huán)境條件：溫度帶流通環(huán)境條件：溫度帶6 6原始蔗糖損失百分比原始蔗糖損失百分比儲存天數(shù)儲存天數(shù)右圖是隨著保存溫度的上升甜右圖是隨著保存溫度的上升甜玉米中的糖類損耗變化情況玉米中的糖類損耗變化情況冷鏈物流實(shí)現(xiàn)條件：n冷凍食品流通中的冷凍食品流通中的3p3p條件條件q冷凍食品的早期質(zhì)量受冷凍食品的早期質(zhì)量受“ppp”“ppp”條件的影響。也就是條件的影響。也就是受到產(chǎn)品原料（受到產(chǎn)品原料（productproduct）的種類、成熟度和新鮮度）的種類、成熟度和新鮮度；凍結(jié)加工（；凍結(jié)加工（processingprocessing）包括凍

6、結(jié)前的預(yù)處理、）包括凍結(jié)前的預(yù)處理、速凍條件；包裝（速凍條件；包裝（package)package)等因素所影響。等因素所影響。n冷凍食品流通中的冷凍食品流通中的“3t“3t原則原則”：q所謂所謂“ttt”“ttt”是指冷凍食品在生產(chǎn)、儲藏及流通各環(huán)是指冷凍食品在生產(chǎn)、儲藏及流通各環(huán)節(jié)中，經(jīng)歷的時(shí)間（節(jié)中，經(jīng)歷的時(shí)間（timetime）和經(jīng)受的溫度（）和經(jīng)受的溫度（temperaturetemperature）對其品質(zhì)的容許限度（）對其品質(zhì)的容許限度（tolerancetolerance）有決定性的影響。有決定性的影響。n農(nóng)產(chǎn)品流通中的農(nóng)產(chǎn)品流通中的3c3c條件條件q即在整個(gè)加工與流通過程中，

7、對農(nóng)產(chǎn)品的愛護(hù)即在整個(gè)加工與流通過程中，對農(nóng)產(chǎn)品的愛護(hù)(care)(care)，保持清潔衛(wèi)生，保持清潔衛(wèi)生(clean)(clean)的條件，以及低溫的條件，以及低溫(cool)(cool)的環(huán)境。的環(huán)境。n冷鏈物流中的冷鏈物流中的3q3q條件條件q即冷鏈中設(shè)備的數(shù)量即冷鏈中設(shè)備的數(shù)量(quantity)(quantity)協(xié)調(diào)，設(shè)備的質(zhì)量協(xié)調(diào)，設(shè)備的質(zhì)量(quality)(quality)標(biāo)準(zhǔn)的一致，以及快速的標(biāo)準(zhǔn)的一致，以及快速的(quick)(quick)作業(yè)組作業(yè)組織?？?。n冷鏈物流中的冷鏈物流中的3m3m條件條件q即保鮮工具與手段即保鮮工具與手段(means)(means)、保鮮方法

8、、保鮮方法(methods)(methods)和和管理措施管理措施(management)(management)。n降低成本的途徑降低成本的途徑3 制冷知識基礎(chǔ)知識制冷知識基礎(chǔ)知識 9103.1 熱力學(xué)基本定律熱力學(xué)基本定律壓力、壓強(qiáng)壓力、壓強(qiáng)n壓力壓力q物體物體所承受的與表面垂直的并指向表面的作用力。所承受的與表面垂直的并指向表面的作用力。 q固體表面的壓力通常是固體表面的壓力通常是彈性形變彈性形變的結(jié)果，一般屬于的結(jié)果，一般屬于接接觸力觸力。液體和氣體表面的壓力通常是。液體和氣體表面的壓力通常是重力重力和和分子運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。的結(jié)果。n壓強(qiáng)壓強(qiáng)q（通常又稱作壓力）是分布在特定作用面上

9、之力（通常又稱作壓力）是分布在特定作用面上之力量與該面積的比值。雖然壓強(qiáng)可用任意之力量單量與該面積的比值。雖然壓強(qiáng)可用任意之力量單位與面積單位進(jìn)行測量，但是壓強(qiáng)的位與面積單位進(jìn)行測量，但是壓強(qiáng)的國際標(biāo)準(zhǔn)單國際標(biāo)準(zhǔn)單位位（每單位（每單位平方米平方米的的牛頓牛頓）也被稱作）也被稱作帕斯卡帕斯卡（pascalpascal）。）。 12溫度溫度 temperaturen定義：表征物體冷熱程度的度量。定義：表征物體冷熱程度的度量。n溫度是物體內(nèi)分子間平均平動(dòng)動(dòng)能的一種表溫度是物體內(nèi)分子間平均平動(dòng)動(dòng)能的一種表現(xiàn)形式。分子運(yùn)動(dòng)愈快，物體愈熱，即溫度現(xiàn)形式。分子運(yùn)動(dòng)愈快，物體愈熱，即溫度愈高；分子運(yùn)動(dòng)愈慢，物

10、體愈冷，即溫度愈愈高；分子運(yùn)動(dòng)愈慢，物體愈冷，即溫度愈低。從分子運(yùn)動(dòng)論觀點(diǎn)看，溫度是物體分子低。從分子運(yùn)動(dòng)論觀點(diǎn)看，溫度是物體分子運(yùn)動(dòng)平均平動(dòng)動(dòng)能的標(biāo)志，溫度是分子熱運(yùn)運(yùn)動(dòng)平均平動(dòng)動(dòng)能的標(biāo)志，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)意義。動(dòng)的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)意義。溫標(biāo)溫標(biāo)n用來量度物體溫度數(shù)值用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫的標(biāo)尺叫溫標(biāo)，溫標(biāo)，它規(guī)定它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測量溫度的點(diǎn)）和測量溫度的基本基本單位單位。n華氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo)-華倫海特創(chuàng)華倫海特創(chuàng)立立n攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)-攝耳修司創(chuàng)攝耳修司創(chuàng)立立n熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)14能量能量 energyn度量物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種物

11、理量。度量物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種物理量。n形式：機(jī)械能、分子內(nèi)能、電能、化學(xué)能、原形式：機(jī)械能、分子內(nèi)能、電能、化學(xué)能、原子能等。亦簡稱能。子能等。亦簡稱能。n各種形式的能量可以互相轉(zhuǎn)換，但總量不變。各種形式的能量可以互相轉(zhuǎn)換，但總量不變。n熱力學(xué)中的能量主要指熱能和由熱能轉(zhuǎn)換而成熱力學(xué)中的能量主要指熱能和由熱能轉(zhuǎn)換而成的機(jī)械能。的機(jī)械能。 15內(nèi)能內(nèi)能 internal energyn定義：物質(zhì)內(nèi)部分子動(dòng)能和勢能的總和。定義：物質(zhì)內(nèi)部分子動(dòng)能和勢能的總和。n內(nèi)能是物體或若干物體構(gòu)成的系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)）內(nèi)能是物體或若干物體構(gòu)成的系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)）內(nèi)部一切微觀粒子的一切運(yùn)動(dòng)形式所具有的能量內(nèi)部一切微觀粒子的

12、一切運(yùn)動(dòng)形式所具有的能量總和。內(nèi)能常用符號總和。內(nèi)能常用符號u u表示，內(nèi)能具有能量的量綱，表示，內(nèi)能具有能量的量綱，國際單位是焦耳（國際單位是焦耳（j j）。）。n系統(tǒng)內(nèi)能是構(gòu)成系統(tǒng)的所有分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)動(dòng)能、系統(tǒng)內(nèi)能是構(gòu)成系統(tǒng)的所有分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)動(dòng)能、分子間相互作用勢能、分子內(nèi)部以及原子核內(nèi)部分子間相互作用勢能、分子內(nèi)部以及原子核內(nèi)部各種形式能量的總和。后面兩項(xiàng)在大多物理過程各種形式能量的總和。后面兩項(xiàng)在大多物理過程中不變，因此一般只需要考慮前兩項(xiàng)，二者的總中不變，因此一般只需要考慮前兩項(xiàng)，二者的總和就是通常所指的內(nèi)能。和就是通常所指的內(nèi)能。16分子動(dòng)能和勢能分子動(dòng)能和勢能n分子動(dòng)能分子動(dòng)能

13、q分子因熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量分子因熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量q同溫度下各個(gè)分子的分子動(dòng)能同溫度下各個(gè)分子的分子動(dòng)能k k 不同不同q分子動(dòng)能的平均值僅和溫度有關(guān)分子動(dòng)能的平均值僅和溫度有關(guān)n分子勢能分子勢能q由分子間相對位置決定的相互作用力所具有的能量由分子間相對位置決定的相互作用力所具有的能量qr rr r0 0時(shí)時(shí), ,r rp p;0 0時(shí)時(shí), ,r rp p;0 0時(shí)，時(shí)，p p 最低最低qp p 隨物態(tài)的變化而變化隨物態(tài)的變化而變化n物體內(nèi)能物體內(nèi)能q物體內(nèi)所有分子的物體內(nèi)所有分子的k k 和和p p 總和總和q物體的內(nèi)能與溫度和體積有關(guān)，還和物體所含的分子數(shù)有關(guān)。物體的內(nèi)能與溫度和體積有關(guān)，

14、還和物體所含的分子數(shù)有關(guān)。分子勢能分子勢能17熱量熱量 quantity of heatn指的是由于溫差的存在而導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化指的是由于溫差的存在而導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化過程過程中中所轉(zhuǎn)移的能量。而該轉(zhuǎn)化過程稱為熱交換或熱傳所轉(zhuǎn)移的能量。而該轉(zhuǎn)化過程稱為熱交換或熱傳遞。熱量的公制為遞。熱量的公制為焦耳焦耳。n它與作功一樣，都是系統(tǒng)能量傳遞的一種形式，它與作功一樣，都是系統(tǒng)能量傳遞的一種形式，并可作為系統(tǒng)能量變化的量度。在熱傳遞的過程并可作為系統(tǒng)能量變化的量度。在熱傳遞的過程中，實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)移的過程，而熱量就是能量中，實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)移的過程，而熱量就是能量轉(zhuǎn)換的一種量度。熱量的公制為焦耳。轉(zhuǎn)換的一種量

15、度。熱量的公制為焦耳。18系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)和環(huán)境n系統(tǒng)：系統(tǒng)：人們確立的研究對象人們確立的研究對象n環(huán)境：環(huán)境：系統(tǒng)以外與系統(tǒng)緊密相聯(lián)的部系統(tǒng)以外與系統(tǒng)緊密相聯(lián)的部分分19系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類n封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)q系統(tǒng)與環(huán)境之間無物質(zhì)交換，但有能量交換。系統(tǒng)與環(huán)境之間無物質(zhì)交換，但有能量交換。n孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)q系統(tǒng)與環(huán)境之間既無物質(zhì)交換，又無能量交換。系統(tǒng)與環(huán)境之間既無物質(zhì)交換，又無能量交換。n敞開系統(tǒng)敞開系統(tǒng)q系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。物質(zhì)交換物質(zhì)交換能量交換能量交換敞開系統(tǒng)敞開系統(tǒng)封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)20熱力學(xué)狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)熱

16、力學(xué)狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)n狀態(tài)狀態(tài)q如系統(tǒng)中物質(zhì)的數(shù)量，化學(xué)成分，溫度，壓力，物如系統(tǒng)中物質(zhì)的數(shù)量，化學(xué)成分，溫度，壓力，物態(tài)都確定就稱該體系處在一定的狀態(tài)，也可以說狀態(tài)都確定就稱該體系處在一定的狀態(tài)，也可以說狀態(tài)是系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。態(tài)是系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。n狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)q描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量都叫狀態(tài)函數(shù)，例如溫描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量都叫狀態(tài)函數(shù)，例如溫度，壓力，體積，質(zhì)量，密度，濃度等等都是體系度，壓力，體積，質(zhì)量，密度，濃度等等都是體系的狀態(tài)函數(shù)。宏觀可測性函數(shù)來描述系統(tǒng)的熱力學(xué)的狀態(tài)函數(shù)。宏觀可測性函數(shù)來描述系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)，故這些函數(shù)又稱為狀態(tài)，故

17、這些函數(shù)又稱為熱力學(xué)變量。熱力學(xué)變量。 21狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)n狀態(tài)函數(shù)取決于系統(tǒng)的狀態(tài)狀態(tài)函數(shù)取決于系統(tǒng)的狀態(tài)n系統(tǒng)中各種函數(shù)間存在著一定的聯(lián)系系統(tǒng)中各種函數(shù)間存在著一定的聯(lián)系狀態(tài)狀態(tài) 1狀態(tài)狀態(tài)2途徑途徑 1途徑途徑 2(t1，p1)(t2，p2)t=t2-t122熱力學(xué)平衡熱力學(xué)平衡n當(dāng)系統(tǒng)的各狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間而改變，則當(dāng)系統(tǒng)的各狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間而改變，則體系就處于熱力學(xué)平衡態(tài)。體系就處于熱力學(xué)平衡態(tài)。q熱平衡：系統(tǒng)各部分溫度相等。如果不絕熱，則與熱平衡：系統(tǒng)各部分溫度相等。如果不絕熱，則與環(huán)境溫度也相等。環(huán)境溫度也相等。q力平衡：系統(tǒng)各部的壓力都相等，邊界不再移動(dòng)。力平衡：系

18、統(tǒng)各部的壓力都相等，邊界不再移動(dòng)。如有剛性壁存在，雖雙方壓力不等，但也能保持力如有剛性壁存在，雖雙方壓力不等，但也能保持力學(xué)平衡。學(xué)平衡。q相平衡：多相共存時(shí)，各相的組成和數(shù)量不隨時(shí)間相平衡：多相共存時(shí)，各相的組成和數(shù)量不隨時(shí)間而改變。而改變。q化學(xué)平衡：反應(yīng)系統(tǒng)中各物質(zhì)的數(shù)量不再隨時(shí)間而化學(xué)平衡：反應(yīng)系統(tǒng)中各物質(zhì)的數(shù)量不再隨時(shí)間而改變。改變。23熱力學(xué)過程與過程函數(shù)熱力學(xué)過程與過程函數(shù)n熱力學(xué)熱力學(xué)過程：過程：系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的經(jīng)歷。系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的經(jīng)歷。q恒溫過程：恒溫過程：變化過程中變化過程中( (系系) = ) = 常數(shù)常數(shù) ( ( (始始) = ) =

19、t t( (終終) = ) = 常數(shù)，為等溫過程常數(shù)，為等溫過程 ) )q恒壓過程：恒壓過程：變化過程中變化過程中p p( (系系) = ) = 常數(shù)常數(shù) ( ( (始始) = ) = ( (終終) = ) = 常數(shù)，為等壓過程常數(shù)，為等壓過程 ) ) q恒容過程：恒容過程：過程中系統(tǒng)的體積始終保持不變過程中系統(tǒng)的體積始終保持不變q絕熱過程：絕熱過程：系統(tǒng)與環(huán)境間無熱交換的過程系統(tǒng)與環(huán)境間無熱交換的過程n循環(huán)過程：循環(huán)過程：經(jīng)歷一系列變化后又回到始態(tài)的過程。經(jīng)歷一系列變化后又回到始態(tài)的過程。 循環(huán)循環(huán)過程前后狀態(tài)函數(shù)變化量均為零過程前后狀態(tài)函數(shù)變化量均為零 。n可逆過程：可逆過程：系統(tǒng)經(jīng)歷某過

20、程后，能夠通過原過程的反向變系統(tǒng)經(jīng)歷某過程后，能夠通過原過程的反向變化而使化而使系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)和環(huán)境都回到原來的狀態(tài)都回到原來的狀態(tài)( (在環(huán)境中沒有留下在環(huán)境中沒有留下任何變化任何變化) )，則為可逆過程。，則為可逆過程。n過程函數(shù)：過程函數(shù)：與過程相關(guān)的性質(zhì)，如功與過程相關(guān)的性質(zhì)，如功w w、熱、熱q q等稱為等稱為過程函數(shù)過程函數(shù)。熱量熱量n熱量是指由于溫度差別而轉(zhuǎn)移的能量。熱量是指由于溫度差別而轉(zhuǎn)移的能量。而該轉(zhuǎn)而該轉(zhuǎn)化過程稱為熱交換或熱傳遞。熱量的公制為焦化過程稱為熱交換或熱傳遞。熱量的公制為焦耳。耳。熱熱顯熱顯熱潛熱潛熱反應(yīng)熱反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)吸收或放出的熱化學(xué)反應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)吸收

21、或放出的熱單純單純pvtpvt變化時(shí)，系統(tǒng)吸收或放出的熱變化時(shí)，系統(tǒng)吸收或放出的熱相變時(shí)，相變時(shí)，t t不變，系統(tǒng)吸收或放出的熱不變，系統(tǒng)吸收或放出的熱pv不變時(shí)：不變時(shí)：q=u2-u1 q=cm(t2-t1)25功也叫機(jī)械功，是物理學(xué)中表示力對位移的也叫機(jī)械功，是物理學(xué)中表示力對位移的累積的物理量，單位為焦耳。累積的物理量，單位為焦耳。功功體積功體積功電功電功表面功表面功非體積功非體積功體積功：體積功：系統(tǒng)因體積變化而引起的與環(huán)境交換的功系統(tǒng)因體積變化而引起的與環(huán)境交換的功26（第（第5次課）次課）回顧回顧n系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類n熱力學(xué)狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)熱力學(xué)狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)q狀態(tài)是系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化

22、學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。狀態(tài)是系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。q描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量都叫狀態(tài)函數(shù)。描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量都叫狀態(tài)函數(shù)。n熱力學(xué)過程熱力學(xué)過程：系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的：系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的經(jīng)歷。經(jīng)歷。n循環(huán)過程循環(huán)過程：經(jīng)歷一系列變化后又回到始態(tài)的過程。：經(jīng)歷一系列變化后又回到始態(tài)的過程。n過程函數(shù)過程函數(shù)：與過程相關(guān)的性質(zhì)。：與過程相關(guān)的性質(zhì)。27 能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另外一種方式，或從一個(gè)能從一種形式轉(zhuǎn)換成另外一種方式，或從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體，而其總量保持平衡。物體傳遞到另一

23、個(gè)物體，而其總量保持平衡。 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 系統(tǒng)熱力學(xué)能（內(nèi)能）的增量；系統(tǒng)熱力學(xué)能（內(nèi)能）的增量； q 系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱，得熱為，失熱為系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱，得熱為，失熱為 w 系統(tǒng)與環(huán)境交換的功，得功為，失功為系統(tǒng)與環(huán)境交換的功，得功為，失功為 封閉系統(tǒng)：封閉系統(tǒng)： =28第一類永動(dòng)機(jī)第一類永動(dòng)機(jī)由第一定律可知，不消耗能量由第一定律可知，不消耗能量而連續(xù)做功的所謂第一類永動(dòng)而連續(xù)做功的所謂第一類永動(dòng)機(jī)是無法實(shí)現(xiàn)的。機(jī)是無法實(shí)現(xiàn)的。2930熱與功熱與功熱和功都是能量熱和功都是能量傳遞傳遞的形式，的形式，不是能量不是能量存在存在的形的形式，因此式，因此熱和功不是狀態(tài)函數(shù)，而是熱和

24、功不是狀態(tài)函數(shù)，而是過程函數(shù)。過程函數(shù)。32功和功和p-v圖圖功可以用功可以用p-v圖上過圖上過程線與程線與v軸包圍的軸包圍的面積表示面積表示2211wpadxpdvwpdv33功的符號約定功的符號約定 系統(tǒng)對外作功為系統(tǒng)對外作功為“-”； 外界對系統(tǒng)作功為外界對系統(tǒng)作功為“+” 功的單位：kjj或功率的單位：j /swk j /sk w附：1kw h3600kj34討論討論n功的數(shù)值不僅決定于初始狀態(tài)，而且與過程間的功的數(shù)值不僅決定于初始狀態(tài)，而且與過程間的途徑有關(guān)途徑有關(guān)功不是狀態(tài)函數(shù)，是過程函數(shù)；功不是狀態(tài)函數(shù)，是過程函數(shù)；n功是系統(tǒng)通過邊界傳遞的能量，這個(gè)功一旦越過功是系統(tǒng)通過邊界傳遞

25、的能量，這個(gè)功一旦越過邊界，就消失。因此，不能說在某種狀態(tài)下系統(tǒng)邊界，就消失。因此，不能說在某種狀態(tài)下系統(tǒng)和外界有多少功，只有當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)才和外界有多少功，只有當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)才有功的傳遞。有功的傳遞。35 例題：1kg某種氣態(tài)工質(zhì)，在可逆膨脹過程中分別遵循： （1） vbp（2）從初態(tài)1到達(dá)終態(tài)2求：兩過程中各作功多少？ （a，b為常數(shù)）pav36解：21dwpv （1）22222111dd2awp vav vvv （2）222111ddlnvbwp vvbvv 37熵熵 entropy n在可逆變化過程中，熵的變化等于系統(tǒng)從熱源吸在可逆變化過程中，熵的變化等于系統(tǒng)從熱源吸收的熱

26、量與熱源的熱力學(xué)溫度之比，可用于度量收的熱量與熱源的熱力學(xué)溫度之比，可用于度量熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭取１硎緸闊崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭?。表示為ds=(dq/t)ds=(dq/t)可逆可逆，式，式中中t t為物質(zhì)的熱力學(xué)溫度；為物質(zhì)的熱力學(xué)溫度；dqdq為熵增過程中加入物為熵增過程中加入物質(zhì)的熱量。質(zhì)的熱量。 21d(dqt sqt s可逆過程）38熱量符合約定熱量符合約定系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)吸熱“+”； 放熱放熱“-” 單位： jkj39 dv=adl 截面截面a a 熱源熱源 氣體氣體 pamb v dl列：在列：在0.10.10303mpampa條件下，條件下，1kg 1kg 100100的水全部變成的水全部

27、變成100100的蒸的蒸汽，計(jì)算對外做功和吸收的熱汽，計(jì)算對外做功和吸收的熱量，已知量，已知水的比容水的比容0.0010m0.0010m3 3/kg/kg，蒸汽比容蒸汽比容1.61.673736m6m3 3/kg/kg，水比熵水比熵1.301.306969kj/(kgk)kj/(kgk)，蒸汽比熵蒸汽比熵7.37.3545545kj/(kgk)kj/(kgk)。26121()0.103 10(0.001 1.6736)1722778wpdvp vv 23211()(100 273.15) (7.3545 1.3069) 102256662qtdst ssjj問題：功熱不等？系統(tǒng)的總能量？如何連

28、續(xù)向外輸出功？問題：功熱不等？系統(tǒng)的總能量？如何連續(xù)向外輸出功？40熱量與功的異同熱量與功的異同n通過邊界傳遞的能量；通過邊界傳遞的能量；n過程量；過程量；n功傳遞由壓力差推動(dòng)，比體積變化是作功標(biāo)志功傳遞由壓力差推動(dòng)，比體積變化是作功標(biāo)志；熱量傳遞由溫差推動(dòng)，比熵變化是傳熱的標(biāo)熱量傳遞由溫差推動(dòng)，比熵變化是傳熱的標(biāo)志；志；n功是物系間通過宏觀運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互作用傳遞的功是物系間通過宏觀運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互作用傳遞的能量；熱是物系間通過紊亂的微粒運(yùn)動(dòng)發(fā)生相能量；熱是物系間通過紊亂的微粒運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互作用傳遞的能量?；プ饔脗鬟f的能量。 41焓焓 enthalpy n系統(tǒng)能量的一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，等于系統(tǒng)的內(nèi)能加系統(tǒng)能

29、量的一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，等于系統(tǒng)的內(nèi)能加上壓強(qiáng)和體積的乘積上壓強(qiáng)和體積的乘積n h=u+pvh=u+pvn焓的變化可視為是系統(tǒng)在等壓過程中所吸收的焓的變化可視為是系統(tǒng)在等壓過程中所吸收的熱量的度量。熱量的度量。 42熱力學(xué)第一定律的不足熱力學(xué)第一定律的不足n熱力學(xué)第一定律強(qiáng)調(diào)的是能量上的守恒，沒有考慮不同類熱力學(xué)第一定律強(qiáng)調(diào)的是能量上的守恒，沒有考慮不同類型能量在做功能力上的差別。型能量在做功能力上的差別。n同樣數(shù)量的機(jī)械能與熱能其價(jià)值并不相等，機(jī)械能具有直同樣數(shù)量的機(jī)械能與熱能其價(jià)值并不相等，機(jī)械能具有直接可用性，可以無條件轉(zhuǎn)換為熱能（優(yōu)質(zhì)能）；而熱能必接可用性，可以無條件轉(zhuǎn)換為熱能（優(yōu)質(zhì)能）；而

30、熱能必須在一定的補(bǔ)充條件下才能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。須在一定的補(bǔ)充條件下才能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。n熱力學(xué)第一定律不能判斷熱力過程的方向性。熱力學(xué)第一定律不能判斷熱力過程的方向性。43熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律n不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響。有用的功而不產(chǎn)生其他影響。n根據(jù)熱力學(xué)第二定律，完成制冷過程必須消耗能量，能量根據(jù)熱力學(xué)第二定律，完成制冷過程必須消耗能量，能量的形式可以是機(jī)械能、電能、熱能、太陽能以及其他形式的形式可以是機(jī)械能、電

31、能、熱能、太陽能以及其他形式的能量。的能量。44熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)能量轉(zhuǎn)換方向性的能量轉(zhuǎn)換方向性的 實(shí)質(zhì)是實(shí)質(zhì)是能質(zhì)能質(zhì)有差異有差異無限可轉(zhuǎn)換能無限可轉(zhuǎn)換能機(jī)械能，電能機(jī)械能，電能部分可轉(zhuǎn)換能部分可轉(zhuǎn)換能熱能熱能0tt 不可轉(zhuǎn)換能不可轉(zhuǎn)換能環(huán)境介質(zhì)的熱力學(xué)能環(huán)境介質(zhì)的熱力學(xué)能實(shí)質(zhì)：論述熱力過程的方向性即能實(shí)質(zhì)：論述熱力過程的方向性即能質(zhì)退化或貶值的客觀規(guī)律。質(zhì)退化或貶值的客觀規(guī)律。45蒸汽動(dòng)力裝置（熱機(jī)）蒸汽動(dòng)力裝置（熱機(jī)）鍋爐鍋爐 產(chǎn)生蒸汽（將燃產(chǎn)生蒸汽（將燃料的化學(xué)轉(zhuǎn)換為熱能并傳料的化學(xué)轉(zhuǎn)換為熱能并傳遞給工質(zhì)）遞給工質(zhì)）汽輪機(jī)汽輪機(jī) 將蒸汽的熱能將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械

32、能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能冷凝器冷凝器 將乏汽冷凝成將乏汽冷凝成水水水泵水泵 使得工作介質(zhì)循使得工作介質(zhì)循環(huán)（保證系統(tǒng)內(nèi)部的高壓）環(huán)（保證系統(tǒng)內(nèi)部的高壓） 工質(zhì)（水、蒸汽）周而復(fù)工質(zhì)（水、蒸汽）周而復(fù)始地循環(huán)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將熱始地循環(huán)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的任務(wù)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的任務(wù)熱力系統(tǒng)三要素：高溫?zé)嵩垂べ|(zhì)低溫?zé)嵩礋崃ο到y(tǒng)三要素：高溫?zé)嵩垂べ|(zhì)低溫?zé)嵩?6能質(zhì)降低的過程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定條件能質(zhì)降低的過程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定條件 補(bǔ)償過程，其總效果是總體能質(zhì)降低。補(bǔ)償過程，其總效果是總體能質(zhì)降低。ht高溫?zé)嵩碿t低溫?zé)嵩?qwi2q1212111/)(qqqqqqwi47ht高溫?zé)嵩碿t低溫?zé)嵩磜

33、1qr2q)(1211qqqwqr48 能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另外一種方式，或從一個(gè)能從一種形式轉(zhuǎn)換成另外一種方式，或從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體，而其總量保持平衡。物體傳遞到另一個(gè)物體，而其總量保持平衡。 回顧：熱力學(xué)第一定律回顧：熱力學(xué)第一定律 系統(tǒng)熱力學(xué)能（內(nèi)能）的增量；系統(tǒng)熱力學(xué)能（內(nèi)能）的增量； q 系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱，得熱為，失熱為系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱，得熱為，失熱為 w 系統(tǒng)與環(huán)境交換的功，得功為，失功為系統(tǒng)與環(huán)境交換的功，得功為，失功為 封閉系統(tǒng)：封閉系統(tǒng)： =49回顧：熱力學(xué)第二定律回顧：熱力學(xué)第二定律n不可能把

34、熱從低溫物體傳到高溫物體不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響。產(chǎn)生其他影響。n根據(jù)熱力學(xué)第二定律，完成制冷過程必須根據(jù)熱力學(xué)第二定律，完成制冷過程必須消耗能量。能量的形式可以是機(jī)械能、電消耗能量。能量的形式可以是機(jī)械能、電能、熱能、太陽能以及其他形式的能量。能、熱能、太陽能以及其他形式的能量。50卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)（最理想的熱機(jī)循環(huán)）（最理想的熱機(jī)循環(huán)）卡諾循環(huán)的熱效率：卡諾循環(huán)的熱效率： 1234112212111ttststqqt由兩個(gè)定溫過程和兩個(gè)絕熱過程

35、組成的可逆循環(huán)。由兩個(gè)定溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成的可逆循環(huán)。51逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán)的熱效率：逆卡諾循環(huán)的熱效率：212212121)(tttsttstqqqdcdcr由兩個(gè)定溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成的可逆循環(huán)。由兩個(gè)定溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成的可逆循環(huán)。52趣味小問答趣味小問答n冬天氣溫很冷時(shí)，池塘里的水結(jié)成冰，請問這一過程是否為制冬天氣溫很冷時(shí)，池塘里的水結(jié)成冰，請問這一過程是否為制冷過程？冷過程？n一桶開水在自然環(huán)境中降溫為一杯溫水，一桶開水在自然環(huán)境中降溫為一杯溫水，請問這一過程是否為請問這一過程是否為制冷過程？制冷過程？52533.1.1 制冷的概念制冷的概念制冷制冷是是利

36、用人工的方法，把某物體或某空間的溫度利用人工的方法，把某物體或某空間的溫度降低到低于周圍環(huán)境的溫度，并使之維持在這一低降低到低于周圍環(huán)境的溫度，并使之維持在這一低溫的過程。溫的過程。3.2 制冷基礎(chǔ)知識制冷基礎(chǔ)知識實(shí)質(zhì)：將熱量從被實(shí)質(zhì)：將熱量從被冷卻對象中轉(zhuǎn)移到冷卻對象中轉(zhuǎn)移到環(huán)境中。環(huán)境中。制冷制冷冷卻冷卻54冷卻冷卻：自發(fā)自發(fā)進(jìn)行；進(jìn)行；溫度溫度不可能低于不可能低于環(huán)境的溫度。環(huán)境的溫度。制冷制冷：非自發(fā)非自發(fā)過程，需過程，需消耗消耗外界能量；外界能量； 溫度可以溫度可以低于低于環(huán)境溫度。環(huán)境溫度。555657585963耗電做功使低溫低壓制耗電做功使低溫低壓制冷劑（冷媒）氣體變?yōu)槔鋭ɡ?/p>

37、媒）氣體變?yōu)楦邷馗邏簹怏w高溫高壓氣體向空氣放出制冷劑的熱向空氣放出制冷劑的熱量使氣態(tài)冷媒變?yōu)橐簯B(tài)量使氣態(tài)冷媒變?yōu)橐簯B(tài)降低冷媒壓力降低冷媒壓力調(diào)整冷媒流量調(diào)整冷媒流量空氣吸收制冷劑的冷空氣吸收制冷劑的冷量使液態(tài)制冷劑變?yōu)榱渴挂簯B(tài)制冷劑變?yōu)闅鈶B(tài)氣態(tài)制冷系統(tǒng)四大部件制冷系統(tǒng)四大部件64壓縮機(jī)壓縮機(jī)蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷凝器冷凝器節(jié)流裝置節(jié)流裝置壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷凝器冷凝器節(jié)流（膨脹）裝置節(jié)流（膨脹）裝置蒸發(fā)器蒸發(fā)器65由于制冷溫度范圍的不同，所采用的制冷方法、制冷由于制冷溫度范圍的不同，所采用的制冷方法、制冷劑、設(shè)備及原理都不同，按常理一般這樣劃分：劑、設(shè)備及原理都不同，按常理一般這樣劃分：120k以上 普通制

38、冷12020k深度制冷200.3k低溫制冷0.3k以下超低溫制冷制冷溫度劃分制冷溫度劃分?jǐn)z氏度攝氏度 = 開氏度開氏度 - 273.1566制冷技術(shù)的發(fā)展歷史制冷技術(shù)的發(fā)展歷史n早在十六世紀(jì)，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了使用化學(xué)方法可以達(dá)到人工制冷的效早在十六世紀(jì)，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了使用化學(xué)方法可以達(dá)到人工制冷的效果。例如將硝酸鈉或硝酸鉀加上水，可以降低水的溫度，意大利曾用果。例如將硝酸鈉或硝酸鉀加上水，可以降低水的溫度，意大利曾用這樣的方法對酒和蛋糕進(jìn)行冷藏。這樣的方法對酒和蛋糕進(jìn)行冷藏。n17551755年，愛丁堡的化學(xué)教授庫倫利用乙醚蒸發(fā)使水結(jié)冰。他的學(xué)生布年，愛丁堡的化學(xué)教授庫倫利用乙醚蒸發(fā)使水結(jié)冰。他

39、的學(xué)生布拉克從本質(zhì)上解釋了融化和汽化現(xiàn)象，導(dǎo)出了潛熱的概念，并發(fā)明了拉克從本質(zhì)上解釋了融化和汽化現(xiàn)象，導(dǎo)出了潛熱的概念，并發(fā)明了冰量熱器，標(biāo)志著現(xiàn)代制冷技術(shù)的開始。冰量熱器，標(biāo)志著現(xiàn)代制冷技術(shù)的開始。n18341834年，在倫敦工作的美國發(fā)明家波爾金斯造出了第一臺以乙醚為工年，在倫敦工作的美國發(fā)明家波爾金斯造出了第一臺以乙醚為工質(zhì)的蒸氣壓縮式制冷機(jī)，并正式呈請了英國第質(zhì)的蒸氣壓縮式制冷機(jī)，并正式呈請了英國第66626662號專利。這是后來號專利。這是后來所有蒸氣壓縮式制冷機(jī)的雛型。所有蒸氣壓縮式制冷機(jī)的雛型。n18751875年，卡列和林德用氨作制冷劑，制造了氨蒸氣壓縮式制冷機(jī)。年，卡列和林德

40、用氨作制冷劑，制造了氨蒸氣壓縮式制冷機(jī)。n18441844年，美國人年，美國人j.gorriej.gorrie發(fā)明了空氣循環(huán)式制冷機(jī)，并于發(fā)明了空氣循環(huán)式制冷機(jī)，并于18511851年獲得年獲得美國專利，這是世界第一臺制冷和空調(diào)用機(jī)器。美國專利，這是世界第一臺制冷和空調(diào)用機(jī)器。n18581858年，美國人尼斯取得了冷庫設(shè)計(jì)的第一個(gè)美國專利，從此商用食年，美國人尼斯取得了冷庫設(shè)計(jì)的第一個(gè)美國專利，從此商用食品冷藏事業(yè)開始發(fā)展。品冷藏事業(yè)開始發(fā)展。67制冷方式制冷方式采用的制冷方法：采用的制冷方法：q蒸汽壓縮式制冷蒸汽壓縮式制冷q吸收式制冷吸收式制冷q蒸汽噴射式制冷蒸汽噴射式制冷q半導(dǎo)體制冷半導(dǎo)體

41、制冷q磁制冷磁制冷本課程主要介紹蒸汽壓縮式制冷本課程主要介紹蒸汽壓縮式制冷67683.1.2 3.1.2 制冷劑制冷劑68 制冷劑是制冷機(jī)中工作的流體，利用自身熱力狀態(tài)的制冷劑是制冷機(jī)中工作的流體，利用自身熱力狀態(tài)的變化不斷和外界發(fā)生能量交換，從而達(dá)到制冷。變化不斷和外界發(fā)生能量交換，從而達(dá)到制冷。室內(nèi)室內(nèi)室外室外熱量制冷劑 正是憑借制冷劑在制冷系統(tǒng)中正是憑借制冷劑在制冷系統(tǒng)中經(jīng)歷壓縮、放熱、膨脹、吸熱的不經(jīng)歷壓縮、放熱、膨脹、吸熱的不斷循環(huán)和從氣態(tài)到液態(tài)，再從液態(tài)斷循環(huán)和從氣態(tài)到液態(tài)，再從液態(tài)到氣態(tài)的狀態(tài)的不斷變化，才得以到氣態(tài)的狀態(tài)的不斷變化，才得以實(shí)現(xiàn)制冷。制冷劑可譽(yù)為制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷。

42、制冷劑可譽(yù)為制冷系統(tǒng)的的“血液血液”。 使用制冷劑使用制冷劑目的目的是把要制冷的是把要制冷的房間的熱量帶到室外去的載體。房間的熱量帶到室外去的載體。制冷劑的選擇制冷劑的選擇6970制冷劑制冷劑n1919世紀(jì)世紀(jì)6060年代，氨作為制冷劑其能效比和可靠性大大提高。但年代，氨作為制冷劑其能效比和可靠性大大提高。但是，氨的毒性很大。最早使用的制冷劑通常毒性較大，常用的是，氨的毒性很大。最早使用的制冷劑通常毒性較大，常用的制冷劑有氨（制冷劑有氨（r-717r-717），二氧化硫（），二氧化硫（r-764r-764），或甲基氯制冷劑），或甲基氯制冷劑（r-40r-40）。制冷工程師一直在尋找可以接受的替

43、代品。）。制冷工程師一直在尋找可以接受的替代品。n2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代，美國通用電氣公司的弗瑞吉戴爾發(fā)現(xiàn)了一種新年代，美國通用電氣公司的弗瑞吉戴爾發(fā)現(xiàn)了一種新型人工合成制冷劑即氯氟化碳，試驗(yàn)證實(shí)，他們的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)型人工合成制冷劑即氯氟化碳，試驗(yàn)證實(shí)，他們的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)優(yōu)秀的制冷劑，不易燃并且毒性很小。優(yōu)秀的制冷劑，不易燃并且毒性很小。n19301930年梅杰雷和他的助手在亞特蘭大的美國化學(xué)會年會上終于年梅杰雷和他的助手在亞特蘭大的美國化學(xué)會年會上終于選出氟氯烴（選出氟氯烴（cfc12,r12,cf2ci2)cfc12,r12,cf2ci2)，并于，并于19311931年商業(yè)化，年商業(yè)化，

44、19321932年氯氟烴年氯氟烴1111（cfc11,r11,cfci3)cfc11,r11,cfci3)也被商業(yè)化，隨后一系列也被商業(yè)化，隨后一系列cfcscfcs和和hcfcshcfcs陸續(xù)得到了開發(fā)，最終在美國杜邦公司得到了大量生陸續(xù)得到了開發(fā)，最終在美國杜邦公司得到了大量生產(chǎn)成為產(chǎn)成為2020世紀(jì)主要的制冷劑。世紀(jì)主要的制冷劑。n19361936年，阿爾貝亨合成制冷劑年，阿爾貝亨合成制冷劑r - 134ar - 134a。7071制冷劑制冷劑成分成分odpodpgwpgwp特性特性r744r744coco2 20 01 1可以提供很大壓力的可以提供很大壓力的coco2 2壓縮機(jī)，很早以

45、前就壓縮機(jī)，很早以前就已經(jīng)使用在制冷行業(yè)中。已經(jīng)使用在制冷行業(yè)中。r717r717nhnh3 30 00 0氨是應(yīng)用較廣的中溫制冷劑。氨氣味刺鼻，氨是應(yīng)用較廣的中溫制冷劑。氨氣味刺鼻，如果發(fā)生泄漏，可以立即檢測到。其單位容如果發(fā)生泄漏，可以立即檢測到。其單位容積制冷量大，黏性小，傳熱性能小。但系統(tǒng)積制冷量大，黏性小，傳熱性能小。但系統(tǒng)中不可使用銅器件，其易燃性是不利因素之中不可使用銅器件，其易燃性是不利因素之一。一。r718r718h h2 2o o0 00 0水最易得，無毒，不會燃燒爆炸，汽化潛熱水最易得，無毒，不會燃燒爆炸，汽化潛熱大。但是常壓下的飽和溫度較高，常溫下飽大。但是常壓下的飽和

46、溫度較高，常溫下飽和溫度較低。一般只用于蒸汽噴射制冷和溴和溫度較低。一般只用于蒸汽噴射制冷和溴化鋰吸收式制冷?；囄帐街评?。r12r12cclccl2 2f f2 21 185008500r12r12的制冷能力僅為的制冷能力僅為r22r22的的60%60%。其無色，有輕。其無色，有輕微芳香味，不易燃易爆，使用安全，對一般微芳香味，不易燃易爆，使用安全，對一般金屬無腐蝕。長期以來，電冰箱中主要以金屬無腐蝕。長期以來，電冰箱中主要以r12r12為制冷劑為制冷劑r22r22chclfchclf2 20.050.0515001500r22r22為常見空調(diào)機(jī)中使用頻率最高的制冷劑。為常見空調(diào)機(jī)中使用頻

47、率最高的制冷劑。其無色，無毒，不易燃易爆，腐蝕性小。其無色，無毒，不易燃易爆，腐蝕性小。r134ar134achch2 2fcffcf3 30 013001300r134ar134a與與r12r12的熱力性質(zhì)非常相似，可作為的熱力性質(zhì)非常相似，可作為r12r12的替代物，用作汽車空調(diào)，家用電冰箱及冷的替代物，用作汽車空調(diào)，家用電冰箱及冷水機(jī)組的制冷劑。水機(jī)組的制冷劑。odp(ozone odp(ozone depression depression potential)potential)消耗臭氧潛消耗臭氧潛能值，能值，odpodp值值越小，制冷越小，制冷劑的環(huán)境特劑的環(huán)境特性越好。根性越好。

48、根據(jù)目前的水據(jù)目前的水平，認(rèn)為平，認(rèn)為odpodp值小于或等值小于或等于于0.050.05的制的制冷劑是可以冷劑是可以接受的。接受的。gwp(global gwp(global warming warming potential)potential)全球變暖潛全球變暖潛能值，是一能值，是一種物質(zhì)產(chǎn)生種物質(zhì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的溫室效應(yīng)的一個(gè)指數(shù)。一個(gè)指數(shù)。727374回顧回顧77耗電做功使低溫低壓制耗電做功使低溫低壓制冷劑（冷媒）氣體變?yōu)槔鋭ɡ涿剑怏w變?yōu)楦邷馗邏簹怏w高溫高壓氣體向空氣放出制冷劑的熱向空氣放出制冷劑的熱量使氣態(tài)冷媒變?yōu)橐簯B(tài)量使氣態(tài)冷媒變?yōu)橐簯B(tài)降低冷媒壓力降低冷媒壓力調(diào)整冷媒流量調(diào)整冷

49、媒流量空氣吸收制冷劑的冷空氣吸收制冷劑的冷量使液態(tài)制冷劑變?yōu)榱渴挂簯B(tài)制冷劑變?yōu)闅鈶B(tài)氣態(tài)壓焓圖壓焓圖 等壓線 水平線 等焓線 垂直線 等干度線 濕蒸氣區(qū)域內(nèi) 等熵線 向右上方傾斜 等容線 向右上方傾斜 等溫線 垂直線 （過冷區(qū)）水平線（濕蒸汽區(qū)）向右下方彎曲（過熱蒸氣區(qū)） 一點(diǎn)、一點(diǎn)、2線、線、3區(qū)、區(qū)、6等值線等值線3.2.3蒸氣壓縮制冷循環(huán)特點(diǎn)蒸氣壓縮制冷循環(huán)特點(diǎn)wct0tkts3q0qka14b2蒸氣過熱區(qū)液體過冷區(qū)氣液兩相區(qū)逆卡諾循環(huán)的ts圖 1.在制冷劑濕蒸汽區(qū)域內(nèi)進(jìn)行壓縮(濕壓縮)-干壓縮代替濕壓縮2.膨脹機(jī)的經(jīng)濟(jì)性-節(jié)流閥代替了膨脹機(jī)蒸氣壓縮制冷理論循環(huán)與逆卡諾循環(huán)的對比分析蒸氣壓

50、縮制冷理論循環(huán)與逆卡諾循環(huán)的對比分析 wct0tkts1432q0qkab104ba2pkp0（1）節(jié)流閥代替膨脹機(jī) 1kg的制冷劑損失的膨脹功 0 034 43hhwe 節(jié)流過程的不可逆損失4 4 4 440bbhhqwct0tkts1432q0qkab104ba2pkp0（2）干壓縮代替濕壓縮 1kg的制冷劑增加的制冷量 1 1 1)()( 114 1410aahhhhhhq2 2 211) 1 2() 12(hhhhwwwccc 壓縮功增加壓縮制冷理論循環(huán)組成：q 壓縮機(jī)：等熵壓縮；q 冷凝器：等壓放熱；q 節(jié)流閥：絕熱節(jié)流； q 蒸發(fā)器：等壓吸熱。 85 蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)壓焓圖上

51、的表示h2lgph021pkp0h1蒸汽壓縮制冷理論循環(huán)p h圖q0wcqk2433h4=h3單位質(zhì)量制冷劑的的制冷量q0 q0h1h4h1h3 單位質(zhì)量制冷劑的的冷凝負(fù)荷qk qkh2h3節(jié)流前后制冷劑的焓不變 h3h4 壓縮機(jī)的功耗wc wch2h1蒸發(fā)溫度變化對循環(huán)性能的影響蒸發(fā)溫度變化對循環(huán)性能的影響蒸發(fā)溫度變化對循環(huán)性能的影響蒸發(fā)溫度變化對循環(huán)性能的影響89蒸汽壓縮制冷過程蒸汽壓縮制冷過程制冷過程：制冷過程：蒸發(fā)器中的制冷劑液體在低壓、低溫下吸收了被冷蒸發(fā)器中的制冷劑液體在低壓、低溫下吸收了被冷卻物體的熱量而蒸發(fā)，產(chǎn)生的低壓制冷劑蒸氣被壓縮機(jī)吸入，卻物體的熱量而蒸發(fā)，產(chǎn)生的低壓制冷劑

52、蒸氣被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮后成為高壓氣體進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中制冷劑放出熱經(jīng)壓縮后成為高壓氣體進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中制冷劑放出熱量被凝結(jié)為液體，高壓液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓，成為濕蒸氣后量被凝結(jié)為液體，高壓液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓，成為濕蒸氣后進(jìn)入蒸發(fā)器。進(jìn)入蒸發(fā)器。90制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備n壓縮機(jī)壓縮機(jī) 壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)最主要的設(shè)備。它的主要作用是對制冷劑蒸壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)最主要的設(shè)備。它的主要作用是對制冷劑蒸汽做功，完成制冷劑氣體從低壓向高壓的輸送，其性能的好壞汽做功，完成制冷劑氣體從低壓向高壓的輸送，其性能的好壞將直接影響系統(tǒng)的工作效果。將直接影響系統(tǒng)的工作效果。90在單級蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置在單級蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置及蒸發(fā)器為制冷系統(tǒng)的及蒸發(fā)器為制冷系統(tǒng)的4 4類主要設(shè)備，缺一不可。類主要設(shè)備，缺一不可。91冷凝器冷凝器n冷凝器是指制冷系統(tǒng)中用來排除制冷劑蒸汽熱量的換熱設(shè)備。冷凝器是指制冷系統(tǒng)中用來排除制冷劑蒸汽熱量的換熱設(shè)備。n作用作用是冷卻氣態(tài)制冷劑，并使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。它提供熱傳遞表是冷卻氣態(tài)制冷劑，并使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。它提供熱傳遞表面，使熱量從高溫的制冷劑傳遞給冷凝介質(zhì)。面，使熱量從高溫的制冷劑傳遞給冷凝介質(zhì)。91風(fēng)冷式冷凝器水冷式冷凝器92根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式不同風(fēng)冷式水冷式工業(yè)上使用的冷凝器