制冷技術復習題

1、制冷技術復習題第一部分第1章 ：蒸汽壓縮式制冷的熱力學原理 1為什么說逆卡諾循環(huán)難以實現(xiàn)？蒸汽壓縮式制冷理想和實際循環(huán)為什么要采用干壓縮、膨脹閥？ 逆卡諾循環(huán)的傳熱過程為無溫差傳熱，而實際傳熱過程存在溫差。采用干壓縮-P6 （1）（2）采用膨脹閥-液態(tài)制冷劑膨脹過程膨脹功不大，而且機件小，摩擦損失又相對較大，為了簡化制冷裝置以及便于調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量，采用膨脹閥代替膨脹機。2對單級蒸汽壓縮制冷理論循環(huán)作哪些假設？與實際循環(huán)有何區(qū)別？ 1）理論循環(huán)假定：壓縮過程是等熵過程；節(jié)流過程是等焓過程；冷凝器內(nèi)壓降為零，出口為飽和液體，傳熱溫差為零，蒸發(fā)器內(nèi)壓降為零，出口為飽和蒸汽，傳熱溫差為零；

2、工質(zhì)在管路狀態(tài)不變，壓降溫差為零。 2）區(qū)別：實際壓縮過程是多變過程；冷凝器出口為過冷液體；蒸發(fā)器出口為過熱蒸汽；冷凝蒸發(fā)過程存在傳熱溫差tk=t+tk,to=t-to。3什么是制冷循環(huán)的制冷效率？制冷系數(shù)？COP值？什么是熱泵的供熱系數(shù)？ 制冷效率：理論循環(huán)制冷系數(shù)與理想循環(huán)制冷系數(shù)之比。制冷系數(shù)：制冷量與壓縮機耗功率之比。COP：實際制冷循環(huán)的性能系數(shù)，= 制冷量與輸入功率之比。熱泵的供熱系數(shù)：供熱量與壓縮機耗功率之比。4為什么要采用回熱循環(huán)？液體過冷，蒸汽過熱對循環(huán)各性能參數(shù)有何影響？ 畫出回熱式蒸氣壓縮式制冷循環(huán)工作流程圖。 為了保證膨脹閥前的液態(tài)制冷劑有一定的過冷度同時保證進入壓縮機

3、前的的氣態(tài)制冷劑有一定的過熱度常采用回熱循環(huán)。液體過冷蒸汽過熱會增加制冷能力，同時也會增加耗功量，因此理論制冷系數(shù)是否提高與制冷劑的熱物理性質(zhì)有關，一般對節(jié)流損失打的制冷劑如氟利昂是有利的，對氨則不利。5TO（蒸發(fā)溫度）TK（冷凝溫度）的變化對循環(huán)各性能參數(shù)有何影響？ 隨著冷凝溫度的降低和蒸發(fā)溫度的升高而升高，隨著冷凝溫度的升高和蒸發(fā)問的降低而降低。6為什么要采用雙級壓縮制冷？該循環(huán)的特點？ 為了減少過熱損失，常采用多級壓縮。特點：低壓飽和蒸汽險被壓縮至中間壓力P1，經(jīng)過冷卻再被壓縮至P2，直至壓縮至冷凝壓力，這樣不但降低了壓縮機的排氣溫度，而且可以減少過熱損失，減少總的耗功量，過低壓差越大，

4、節(jié)能效果越明顯。7一次節(jié)流，中間完全冷卻/中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)宜采用何種工質(zhì)？其P-H圖，T-S圖是怎么樣的？其制冷系數(shù)是多少？ 工質(zhì)：氨 制冷系數(shù)的推導過程：8如何確定兩級壓縮的中間壓力？ Pm=根號下P1P29. 為減少節(jié)流損失和過熱損失，蒸氣壓縮式制冷循環(huán)可以采哪些改善措施？（1） 采用再冷卻液態(tài)制冷劑可以減少節(jié)流損失（2） 采用膨脹機回收膨脹功可以降低所消耗的功率（3） 采用多級壓縮可以減少過熱損失10. 復疊式制冷裝置中低溫部分和高溫部分使用的制冷劑能對調(diào)嗎?為什么?不能。因為高溫級制冷劑的蒸發(fā)溫度必須低于低溫級制冷劑的冷凝溫度才能保證復疊制冷循環(huán)的發(fā)生，不能對調(diào)。11.

5、 用壓焓圖分析說明，采用回熱循環(huán)是否一定能夠提高制冷循環(huán)的制冷系數(shù)？12.有一R22回熱系統(tǒng)，為了降低壓縮機的排氣溫度，將一部分冷凝液體經(jīng)節(jié)流后進入壓縮機吸氣管（如圖1所示），設回熱循環(huán)g的冷凝溫度為tk、蒸發(fā)溫度為to，制冷劑在蒸發(fā)器與冷凝器出口、壓縮機吸入口均為飽和狀態(tài)，試證明該回熱循環(huán)的制冷系數(shù)等于采用相同制冷劑R22且蒸發(fā)溫度為to、冷凝溫度為tk的基本理論制冷循環(huán)的制冷系數(shù)。并畫出該回熱循環(huán)的壓焓示意圖。12346578冷卻水壓縮機回熱器蒸發(fā)器節(jié)流閥節(jié)流閥冷凝器圖1113. 某制冷系統(tǒng)需制冷量40kW，采用 R22 壓縮制冷，工作條件如下： 蒸發(fā)溫度 t05 ,冷凝溫度 tk40 ,

6、再冷溫度 trc35,壓縮機吸氣溫度 tl10 ,試進行理論制冷循環(huán)的熱力計算。 (參看課本例題和作業(yè)題)14. 某空調(diào)制冷系統(tǒng)，采用回熱式蒸氣壓縮制冷理論循環(huán)。載冷劑為水。已知制冷劑的體積流量為0.0968m3/s。其工作條件為蒸發(fā)溫度0，蒸發(fā)器出口制冷劑為干飽和蒸氣；冷凝溫度為40，冷凝器出口為制冷劑飽和液體。制冷循環(huán)各狀態(tài)點的狀態(tài)參數(shù)如右表。（1）該蒸氣壓縮制冷理論循環(huán)機組制冷量為多少？（2）如果冷凍水溫差為5，則冷凍水流量為多少？（參數(shù)見右表）15. 一理想制冷循環(huán)，被冷卻物的溫度恒為5，冷卻物的溫度恒為35，兩個傳熱過程的傳熱溫差均為5，試問：（a）逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)為多少？（b）

7、當考慮溫差時，兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的制冷循環(huán)的制冷系數(shù)為多少？（c）制冷效率又為多少？16. 一臺R22制冷裝置，可從水冷冷凝器中旁通一股過熱蒸氣進入蒸發(fā)器入口以實現(xiàn)容量控制，其壓焓圖如圖1-26所示。（1）請根據(jù)壓焓圖繪制該裝置的工作流程圖。（2）已知：壓縮機的蒸氣循環(huán)量為0.5kg/s，其他數(shù)據(jù)如圖所示，試計算該裝置在沒有熱氣旁通時的制冷量和制冷系數(shù)。（3）在容量調(diào)節(jié)時，若蒸氣旁通量為壓縮機循環(huán)量的20%，且旁通蒸氣的比焓h6=417.1kJ/kg，請計算此時該裝置的制冷量和制冷系數(shù)。（4）根據(jù)計算結果評述該容量調(diào)節(jié)方式的優(yōu)缺點。17. 將一級節(jié)流、中間不完全冷卻的雙級壓縮制冷循

8、環(huán)表示在lg p-h和T-s圖上，并推導該循環(huán)的理論制冷系數(shù)th 的計算公式。第2章 ：制冷劑、載冷劑和潤滑油 1.對制冷劑、載冷劑有什么要求？ 對制冷劑 ： 熱力學性質(zhì)：制冷效率高，壓力適中，單位容積制冷能力大，臨界溫度高。 物理化學性質(zhì)：與潤滑油的互溶性，導熱系數(shù)、放熱系數(shù)高，密度、粘度小，相容性好 環(huán)境友好性能：ODP低、GWP低、大氣壽命短等。其他：制冷劑應無毒、不燃燒、不爆炸且廉價易購。對載冷劑：物理化學性質(zhì)要求：（1）在使用溫度范圍內(nèi)，不凝固、不氣化；（2）無毒，化學穩(wěn)定性好，對金屬不腐蝕；（3）比熱大，輸送一定冷量所需流量?。唬?）密度小，粘度小，可減少流動阻力，降低循環(huán)泵消耗功

9、率；（5）導熱系數(shù)大，可減少換熱設備傳熱面積；（6）來源充足，價格低廉。2.常用的制冷劑、載冷劑有哪些？各自有什么特性？ 制冷劑又稱制冷工質(zhì)，是制冷循環(huán)的工作介質(zhì)，利用制冷劑的相變來傳遞熱量，既制冷劑在蒸發(fā)器中汽化時吸熱，在冷凝器中凝結時放熱。當前能用作制冷劑的物質(zhì)有80多種，最常用的是氨、氟里昂、水和少數(shù)碳氫化合物等。（特性）常用載冷劑有：水、鹽水、乙二醇或丙三醇等有機物的水溶液。（特性）3.什么叫CFC？對臭氧層有何作用？ CFC：全鹵化氯氟烴。如R11和R12等對大氣臭氧層破壞嚴重。4.蒙特利爾議定書中規(guī)定哪些制冷劑要被禁用？ CFCs（R11和R12）和HCFCs（R22、R123）等

10、。5.什么叫共沸/非共沸制冷劑？ 共沸：在給定壓力下其蒸發(fā)溫度或者冷凝溫度為定值。非共沸：在給定壓力下不存在單一的蒸發(fā)溫度或冷凝溫度。6.潤滑油的功能是什么？與制冷劑是何種關系（互溶/不溶）？ 功能：1）減少摩擦；2）帶走摩擦熱；3）減少制冷劑泄露；4）消聲降噪。分為有限溶于制冷劑和無限溶于制冷劑兩大類。7. 制冷劑的單位容積制冷量對制冷裝置有何影響？ 制冷劑單位容積制冷量越大，產(chǎn)生一定冷量時所需制冷劑的循環(huán)量越小，可以減少壓縮機的尺寸。一般對于大中型制冷壓縮機而言希望制冷劑單位容積制冷量大，而對于小型制冷壓縮機或者離心式制冷壓縮機而言有時尺寸太小反而引起制造上的困難，因此要求單位容積制冷能力

11、小一些比較合理。8 .何謂“冰塞”？如何防止？哪些制冷劑可能產(chǎn)生“冰塞”現(xiàn)象？不同制冷劑溶解水的能力不同。氨可以溶解比它本身大許多倍的水，生成的溶液冰點比水的冰點低，因此在運轉的制冷系統(tǒng)中不會引起結冰而堵塞通道。氟利昂很難與水溶解，烴類制冷劑也難溶解于水。例如，在25時，水在R134a液體中只能溶解0.11%（質(zhì)量分數(shù)）。當制冷劑中的水的含量超過上述百分數(shù)時，就會有純水存在。當溫度降到0以下時，水就會結成冰，堵塞節(jié)流閥或毛細管的通道，形成“冰堵”，致使制冷劑不能正常工作 因此，氟利昂制冷劑可能產(chǎn)生冰塞現(xiàn)象。9. 用空氣、水或鹽水作載冷劑（冷媒）時各有什么優(yōu)缺點？空氣：優(yōu)點：流動阻力小，導熱系數(shù)

12、小，來源充足；缺點：比熱小。水：優(yōu)點：比熱大；缺點：只能適用于高于0度的條件鹽水：優(yōu)點：比熱大，溫度適用范圍比水大；缺點：易造成管材腐蝕。10. 常用的制冷系統(tǒng)管材？各適用的制冷劑？ 答：常用的制冷系統(tǒng)管材有：無縫鋼管，紫銅管和黃銅管。 適用對象 無縫鋼管：氨，二氧化碳 紫銅管和黃銅管：氟利昂，二氧化碳第三章：制冷壓縮機 1.常見的制冷壓縮機的分類？特點？工作原理？ 答：根據(jù)制冷壓縮機的工作原理，可分容積式和離心式兩大類。在容積型壓縮機中，氣體壓力靠可變?nèi)莘e被強制縮小來提高，常用的容積型壓縮機 有往復式活塞式壓縮機回轉式壓縮機、螺桿式壓縮機及滾動轉子式壓縮機。在離心式壓縮機中，氣體壓力表的提高

13、是由氣體的動能轉化而來，常用的有離心式壓縮機。2.開啟式、半封閉式、全封閉式壓縮機有何異同？ 答：在結構上來說，開啟式壓縮機與原動機分裝，容易拆修；半封閉式壓縮機的電機 外殼和壓縮機曲軸箱構成一個密閉空間，從而取消軸封裝置，并且可以利用吸入低溫蒸汽來冷卻電機繞組，改善了電動機的冷卻條件，然而壓縮機部分可拆裝的，這樣是便于壓縮機的檢修；全封閉式壓縮機的壓縮與電動機共用一個主軸，二者組裝在一個剛制殼內(nèi)，電動機在吸入蒸汽冷卻下運動。結構緊湊、噪聲低、多用于冰箱和小型空氣調(diào)節(jié)機組。 3.為什么活塞式壓縮機會有余隙容積？它對壓縮機性能有何影響？能不能消除？ 答：活塞式制冷壓縮機的余隙容積是因為在氣缸與氣

14、閥和活塞與氣缸之間存在著間隙，余隙是不可消除的，因為余隙容積的存在是為了防止活塞和氣缸產(chǎn)生過大的撞擊而造成的事故，余隙容積的存在可以使壓縮機高壓端吸入的蒸汽比容增大，減少蒸汽的吸入量，因此，余隙容積的存在增加了壓縮機的工作效率。4.影響壓縮機輸氣系數(shù)的主要因素有哪些？ 答：影響壓縮機輸氣系數(shù)的主要原因有：一、余隙容積的影響；二、吸排阻力的影響；三、吸入過熱蒸汽的影響；四、泄漏的影響。5.什么是指示功率？軸功率？什么是總效率？答：由原動機到壓縮機主軸上的功率稱為軸功率Ne，其中一部分直接用于壓縮氣體，稱為指示功率ni；總效率是指指示效率與機械效率的乘積稱為壓縮的軸效率ne=ni.nm。 6.活塞

15、式制冷機和螺桿式制冷壓縮機各自是如何進行冷量調(diào)節(jié)？答：活塞式制冷機是根據(jù)運行條件的變化，通過頂桿啟閥機構改變壓縮機工作氣缸的數(shù)目，以達到調(diào)節(jié)冷量的目的。 螺桿式制冷壓縮機的能量調(diào)節(jié)多采用滑閥調(diào)節(jié)，其基本原理是通過滑閥的移動使壓縮機陽、陰轉子齒間的工作容積，在齒間接觸線從吸氣端向排氣端移動的前一段時間內(nèi)，仍與吸氣口相通，使部分氣體回流至吸氣口，即減少了螺桿有效工作長度達到能量調(diào)節(jié)的目的。 7.什么是螺桿式壓縮機的陰/陽轉子？噴油有何作用？ 答：螺桿式制冷壓縮機是靠一對互相嚙合的轉子（螺桿）來工作的，轉子表面是螺旋形，主動轉子端面上的齒形為凸形（即陽轉子亦是功率輸入轉子），從動轉子端面上的齒形是凹

16、的（即為陰轉子）。 噴油的作用是冷卻氣缸壁，降低排氣溫度，潤滑轉子，并在轉子及氣缸壁面之間形成油膜密封，減小機械噪聲。 8.單螺桿式壓縮機與雙螺桿壓縮機的性能如何？ 答：單螺桿式壓縮機是在雙螺桿式制冷壓縮機的基礎上，不斷改進、完善，形成一個新機種。其結構類似機械傳動的蝸輪蝸桿，但其作用不是機械傳動，而是用來壓縮氣體。單螺桿工作過程與容積式壓縮機類似，有吸氣、壓縮、排氣三個過程，也采用滑閥進行能量調(diào)節(jié)，容量可在10%100%的范圍內(nèi)進行無級調(diào)節(jié)。 雙螺桿式壓縮機是通過一對互相嚙合的螺桿來工作的，因此，在運行時產(chǎn)生較大的軸向力，必須采用平衡措施，通常在兩轉子的軸上設置推力軸承。另外，陽轉子上軸向力

17、較大，還要加裝平衡活塞予以平衡。其工作過程是隨著轉子的旋轉，吸、排氣口可按需要準確地使轉子的齒槽和吸、排氣腔連通或隔斷，周期性地完成進氣、壓縮、排氣過程。能力調(diào)節(jié)的范圍也是10%100%，且為無級調(diào)節(jié)，當制冷量為50%以上時，功率消耗與制冷量近似正比關系，而在低負荷下運行則功率消耗較大。9. 離心式制冷壓縮機的工作原理是什么？何謂離心式壓縮機的喘振？如何避免？答：離心式壓縮機是靠電機運轉時帶動葉輪高速運轉而產(chǎn)生離心力的作用，使低壓氣態(tài)制冷劑從側面的吸入口被吸入，因高速旋轉產(chǎn)生的離心力使其氣體獲得極大的動能從葉輪流出，通過擴壓器使其流速降低，隨著斷面的增大，能量的轉變，使氣體獲得較大的壓能而壓力

18、升高，直至排出。 喘振是離心式空壓機運行在某一工況下產(chǎn)生的特有現(xiàn)象。當進入空壓機的空氣流量不能使空壓機產(chǎn)生足夠的壓力,以至于外部系統(tǒng)(外部管路)的壓力大于空壓機內(nèi)部的壓力,導致逆止閥關閉。這時,空壓機沒有輸出,空氣在空壓機內(nèi)部積累,壓力不斷增加,直到積蓄的壓力大于外部系統(tǒng)的壓力時,空壓機內(nèi)部壓力沖開逆止閥排出。氣體排出后由于沒有足夠的空氣使空壓機維持連續(xù)的輸出,空壓機內(nèi)部壓力下降,逆止閥關閉,空氣重新在空壓機內(nèi)部積累,直到積累的壓力足夠時,再次排出,如此反復,導致輸出的壓力和電機負荷劇烈波動、逆止閥頻繁動作,機器發(fā)出砰砰的聲音,這種現(xiàn)象就叫喘振。當需要壓縮機的制冷量調(diào)節(jié)到喘振點以下時，從壓縮機

19、出口引出一部分氣態(tài)制冷劑，不經(jīng)冷凝直接旁流至壓縮機吸氣管，這樣，既可以減少通入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以減少制冷量，又不致使壓縮機的輸氣量過小，從而防止喘振發(fā)生。10. 一個制冷系統(tǒng)，在運行過程中，由于冷卻塔換熱效率下降，導致冷卻水進入冷凝器的溫度升高，假設蒸發(fā)溫度t0不變，請分析由于冷卻水溫度升高導致制冷機性能將發(fā)生怎樣的變化冷凝溫度升高，冷凝壓力升高，制冷量不變，但耗功量增大，制冷系數(shù)減小。11.壓縮機的工況變化后，為什么其軸功率和制冷量會發(fā)生變化 ?工況變化后，冷凝溫度或蒸發(fā)溫度會發(fā)生變化，各狀態(tài)點的焓值也會發(fā)生變化，對應的制冷量或者耗功量也會隨焓值的變化而變化。12. 在單級蒸氣壓縮制冷系

20、統(tǒng)中，忽略冷凝器和蒸發(fā)器的沿程阻力和局部阻力，已知：壓縮機電機頻率為50Hz時的理論輸氣量=0.1m3/s，容積效率=0.8，壓縮過程的指示效率=0.9，且=0.85；其他條件如圖3-45所示（圖中12s與56s為等熵壓縮過程）。計算回答下列問題：（1）忽略蒸發(fā)器至壓縮機之間的吸氣管阻力，其制冷循環(huán)為123 41。計算該系統(tǒng)的制冷量01、電機輸入功率、制冷系數(shù)。（2）考慮蒸發(fā)器至壓縮機之間的吸氣管阻力，其制冷循環(huán)變?yōu)?63415，設壓縮機容積效率、指示效率以及電機及其傳動過程的綜合效率不變，請問此時該系統(tǒng)的制冷量02、電機輸入功率以及制冷系數(shù)又各為多少？（3）設壓縮機的理論輸氣量正比于電機頻率，欲使01=02，請問此時電機的運行頻率應調(diào)整為多少Hz？第五章：節(jié)流機構、輔助設備、控制儀表各閥門 1.節(jié)流機構的作用？ P1232.幾種常見的膨脹閥結構？工作原