注冊設(shè)備工程師10年培訓(xùn)工程熱力學(xué)

1、注冊公用設(shè)備工程師考試注冊公用設(shè)備工程師考試專業(yè)基礎(chǔ)課輔導(dǎo)專業(yè)基礎(chǔ)課輔導(dǎo)第六部分第六部分 水蒸氣和濕空氣水蒸氣和濕空氣 水蒸氣的基本概念水蒸氣的基本概念 水蒸氣不是理性氣體，而是離液相較近的水蒸氣不是理性氣體，而是離液相較近的實際氣體實際氣體 一）冷凝、汽化、蒸發(fā)和沸騰一）冷凝、汽化、蒸發(fā)和沸騰氣化氣化-液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嗟倪^程，反過程叫液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嗟倪^程，反過程叫冷凝冷凝。氣化分氣化分蒸發(fā)蒸發(fā)和和沸騰沸騰蒸發(fā)蒸發(fā)液體液體表面表面的汽化過程，任何溫度都可以發(fā)生的汽化過程，任何溫度都可以發(fā)生沸騰沸騰-液體液體內(nèi)部內(nèi)部的汽化過程，達到沸點溫度時才會的汽化過程，達到沸點溫度時才會發(fā)生發(fā)生二）飽和狀態(tài)二

2、）飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)：汽化與凝結(jié)的動態(tài)平衡飽和狀態(tài)：汽化與凝結(jié)的動態(tài)平衡飽和溫度飽和溫度Ts飽和壓力飽和壓力ps一一對應(yīng)一一對應(yīng) Tspsps=1.01325barTs=100 青藏青藏 ps=0.6barTs=85.95 高壓鍋高壓鍋ps=1.6barTs=113.32 飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)有三種狀態(tài)有三種狀態(tài), ,分別分別: :-飽和水，濕蒸汽，干飽和蒸汽飽和水，濕蒸汽，干飽和蒸汽二、 水蒸氣的定壓發(fā)生過程水蒸氣的定壓發(fā)生過程三個階段：三個階段： 水的水的預(yù)熱過程預(yù)熱過程 未飽和水未飽和水(0.01)飽和水飽和水(ts)； 水的水的汽化過程汽化過程 飽和水飽和水(ts)干飽和水蒸氣干飽和水蒸氣(

3、ts)； 水蒸氣的水蒸氣的過熱過程過熱過程 飽和水蒸氣飽和水蒸氣（ts）過熱水蒸氣過熱水蒸氣(t)。汽化潛熱汽化潛熱-1kg飽和水汽化成為干飽和水蒸氣所需的熱量。飽和水汽化成為干飽和水蒸氣所需的熱量。壓力越高，汽化潛熱越小。在臨界壓力下，汽化潛熱為零。壓力越高，汽化潛熱越小。在臨界壓力下，汽化潛熱為零。 水蒸氣定壓發(fā)生過程說明水蒸氣定壓發(fā)生過程說明(1)QUWUpdVH (2)fg0SSS 只有熵加熱時永遠增加只有熵加熱時永遠增加(3) 實際氣體實際氣體( )hf T實際氣體汽化時，實際氣體汽化時，TTs不變，但不變，但h增加增加hh汽化潛熱汽化潛熱(4) 未飽和水未飽和水過冷度過冷度sttt

4、過冷過冷水過冷水過熱蒸汽過熱蒸汽過熱度過熱度sttt過熱水蒸氣的水蒸氣的p-v圖和圖和T-s圖圖水蒸氣的相變圖線可以總結(jié)為：水蒸氣的相變圖線可以總結(jié)為：一點一點( (臨界點臨界點) )、二線二線( (上界線、下界線上界線、下界線) )三區(qū)三區(qū)( (液態(tài)區(qū)、濕蒸汽區(qū)、氣態(tài)區(qū)液態(tài)區(qū)、濕蒸汽區(qū)、氣態(tài)區(qū)) )五態(tài)五態(tài)( (未飽和水狀態(tài)、飽和水狀態(tài)、濕飽和蒸汽狀態(tài)、未飽和水狀態(tài)、飽和水狀態(tài)、濕飽和蒸汽狀態(tài)、 干飽和蒸汽狀態(tài)、過熱蒸汽狀態(tài)干飽和蒸汽狀態(tài)、過熱蒸汽狀態(tài)) ) 水和水蒸氣狀態(tài)參數(shù)水和水蒸氣狀態(tài)參數(shù)確定的原則確定的原則1、未飽和水及過熱蒸汽、未飽和水及過熱蒸汽確定任意確定任意兩個兩個獨立參數(shù)，如

5、：獨立參數(shù)，如：p、T2、飽和水和干飽和蒸汽、飽和水和干飽和蒸汽確定確定一一個個獨立參數(shù)獨立參數(shù)p或或T3、濕飽和蒸汽、濕飽和蒸汽除除p或或T外，其它參數(shù)與兩相比例外，其它參數(shù)與兩相比例x有關(guān)有關(guān)兩相比例由兩相比例由干度干度x確定確定定義定義干飽和蒸汽干飽和蒸汽fmxmmvv干飽和蒸汽質(zhì)量濕飽和蒸汽質(zhì)量飽和水飽和水對干度對干度x的說明：的說明：x = 0 飽和水飽和水x = 1 干飽和蒸汽干飽和蒸汽0 x 1在過冷水和過熱蒸汽區(qū)域，在過冷水和過熱蒸汽區(qū)域，x無意義無意義濕飽和蒸汽中干飽和濕飽和蒸汽中干飽和蒸汽的質(zhì)量分數(shù)蒸汽的質(zhì)量分數(shù)濕飽和蒸汽區(qū)狀態(tài)參數(shù)濕飽和蒸汽區(qū)狀態(tài)參數(shù)的確定的確定 如果有如

6、果有1kg濕蒸氣，干度為濕蒸氣，干度為x, 即有即有xkg飽和蒸汽，飽和蒸汽，(1-x)kg飽和水。飽和水。(1)()yxyx yyx yy)1 ()1 ()1 (sxxssvxxvvhxxhhyyxyy三、三、 水蒸氣熱力性質(zhì)表和圖水蒸氣熱力性質(zhì)表和圖水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)可根據(jù)水蒸氣表和圖查得。水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)可根據(jù)水蒸氣表和圖查得。基準點基準點-水的三相點為基準水的三相點為基準 p0.611 2 kPa，v0.001 m3/kg , T273.16K,u=0,s=0u=0,s=0臨界點臨界點-液相與氣相平衡共存點。液相與氣相平衡共存點。水的臨界參數(shù)值為：水的臨界參數(shù)值為：tc=374.15tc

7、=374.15，p pc c=22.129 MPa=22.129 MPa。* *臨界溫度和壓力是液相與氣相能夠平衡共存時的臨界溫度和壓力是液相與氣相能夠平衡共存時的最最高值高值。* *當溫度超過一定值當溫度超過一定值tctc時，時，液相不可能存在液相不可能存在，而只可，而只可能是氣相。能是氣相。思考題思考題有沒有有沒有500C的水的水？ 水蒸氣的水蒸氣的 h-s圖圖h-s圖的結(jié)構(gòu)：圖的結(jié)構(gòu)： C臨界點，臨界點，六類等值線簇六類等值線簇: :定焓線、定熵線、定焓線、定熵線、定壓線、定溫線定容定壓線、定溫線定容線、定干度線線、定干度線。 四、四、 水蒸氣的基本熱力過程水蒸氣的基本熱力過程-四個過程

8、四個過程可利用的公式：可利用的公式：熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律可逆過程的公式可逆過程的公式不可利用的公式：不可利用的公式：理想氣體的公式理想氣體的公式二、飽和濕空氣二、飽和濕空氣未飽和濕空氣未飽和濕空氣過熱水蒸過熱水蒸氣干空氣，如點氣干空氣，如點A。飽和濕空氣飽和濕空氣飽和水蒸氣飽和水蒸氣干空氣，如點干空氣，如點B。露點溫度露點溫度（露點露點）pv對對應(yīng)的飽和溫度。應(yīng)的飽和溫度。 濕空氣濕空氣一、濕空氣的一般概念一、濕空氣的一般概念* *濕空氣：干空氣和水蒸氣組成的混合氣體濕空氣：干空氣和水蒸氣組成的混合氣體-混合理想氣體混合理想氣體。* *濕空氣的總壓力濕空氣的總壓力p=pp=pa a+p

9、+pv v* *在采暖與空調(diào)等工程中的濕空氣是環(huán)境大氣，在采暖與空調(diào)等工程中的濕空氣是環(huán)境大氣，B=pB=pa a+p+pv v。 vsvspp2 2 相對濕度相對濕度-濕空氣中水蒸氣的分壓力濕空氣中水蒸氣的分壓力p pv v與同溫度下飽和與同溫度下飽和濕空氣中水蒸氣分壓力濕空氣中水蒸氣分壓力p ps s的比值的比值: : * *的測量：干濕球溫度計的測量：干濕球溫度計* *說明了吸收水蒸氣的能力。說明了吸收水蒸氣的能力。 值愈大，濕空氣愈潮濕，值愈大，濕空氣愈潮濕，吸收水蒸氣的能力愈弱吸收水蒸氣的能力愈弱; ; 濕空氣干燥，吸收水蒸氣濕空氣干燥，吸收水蒸氣的能力的能力* *為為0 0時，即為

10、干空氣；時，即為干空氣； 為為100% 100% ，即為飽和濕空氣；，即為飽和濕空氣； 介于介于0101之間的濕空氣是未飽和濕空氣。之間的濕空氣是未飽和濕空氣。三、絕對濕度、相對濕度、含濕量和焓三、絕對濕度、相對濕度、含濕量和焓1 1 絕對濕度絕對濕度每立方米濕空氣中含有的水蒸氣的質(zhì)量每立方米濕空氣中含有的水蒸氣的質(zhì)量即水蒸氣密度。即水蒸氣密度。vvmV3 3 含濕量含濕量d 單位質(zhì)量干空氣的濕空氣含有的水蒸氣的質(zhì)量。單位質(zhì)量干空氣的濕空氣含有的水蒸氣的質(zhì)量。 vsvs1000622622vamppdmpppp4 4 濕空氣的焓濕空氣的焓- - 1kg干空氣的焓與干空氣的焓與d g水蒸氣的焓之

11、和水蒸氣的焓之和va001. 0dhhhttchpK)kJ/(kg004. 1a ,0attcLhpK)kJ/(kg86. 1kJ/kg2501v , 0C0v5 5 干球溫度與濕球溫度干球溫度與濕球溫度濕球溫度的形成過程濕球溫度的形成過程近似看做是近似看做是定焓定焓過程過程。干球溫度、濕球溫度與露點三者的關(guān)系：干球溫度、濕球溫度與露點三者的關(guān)系：未飽和濕空氣：干球溫度未飽和濕空氣：干球溫度 濕球溫度濕球溫度 露點溫度露點溫度飽和濕空氣：飽和濕空氣： 干球溫度干球溫度= =濕球溫度濕球溫度= =露點溫度露點溫度焓焓- -濕圖上有下述圖線濕圖上有下述圖線定含濕量線定含濕量線 定焓線。定焓線。 定

12、溫線。定溫線。 定相對濕度線。定相對濕度線。水蒸氣分壓力線。水蒸氣分壓力線。四、焓濕圖（四、焓濕圖（h-d圖）圖） 干加熱干加熱( (或冷卻或冷卻) )過程過程 含濕量保持不變含濕量保持不變 過程中吸放熱量：過程中吸放熱量： q=hq=h2 2-h-h1 1五、濕空氣的基本熱力過程五、濕空氣的基本熱力過程絕熱加濕過程絕熱加濕過程冷卻去濕過程冷卻去濕過程第七部分第七部分 氣體和蒸汽氣體和蒸汽的流動的流動1 1 穩(wěn)定流動的基本方程式穩(wěn)定流動的基本方程式氣體和蒸汽在管道中的穩(wěn)定流動氣體和蒸汽在管道中的穩(wěn)定流動屬屬絕熱流動絕熱流動關(guān)鍵關(guān)鍵: : 氣體流動過程中氣體流動過程中氣流速度變化氣流速度變化能量

13、轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換狀態(tài)參數(shù)變化狀態(tài)參數(shù)變化的規(guī)律的規(guī)律影響氣體在管內(nèi)流的影響氣體在管內(nèi)流的系統(tǒng)的外部條件系統(tǒng)的外部條件管道截面積的變化管道截面積的變化絕熱流動的基本方程絕熱流動的基本方程穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流穩(wěn)流( (穩(wěn)定流動穩(wěn)定流動) )狀態(tài)不隨時間變化狀態(tài)不隨時間變化恒定的流量恒定的流量幾個基本方程幾個基本方程連續(xù)性方程連續(xù)性方程絕熱穩(wěn)定流動絕熱穩(wěn)定流動能量方程能量方程定熵過程定熵過程方程方程基本方程基本方程常量vAcqfm連續(xù)性方程式：連續(xù)性方程式： 過程方程式：過程方程式：能量方程式：能量方程式： 動能的增加動能的增加等于氣流等于氣流焓值的減少焓值的減少2212211()2ffhhcc常量pv定熵流動

14、的定熵流動的基本關(guān)系式基本關(guān)系式和和管道截面變化規(guī)律管道截面變化規(guī)律的的關(guān)系式相同關(guān)系式相同擴壓管是在已知擴壓管是在已知進口參數(shù)、進口參數(shù)、進口速度進口速度和和出口速度出口速度的情的情況下計算況下計算出口壓力出口壓力擴壓管與噴管的擴壓管與噴管的區(qū)別區(qū)別與與聯(lián)系聯(lián)系噴管噴管利用氣體壓降使氣流加速的管道。即利用氣體壓降使氣流加速的管道。即d dc cf f00。擴壓管擴壓管利用氣體流速逐漸降低而使氣體壓力增高的設(shè)備。利用氣體流速逐漸降低而使氣體壓力增高的設(shè)備。 即即d dc cf f00 dh0、dp0、dv0 。 擴壓管擴壓管中氣體狀態(tài)的變化為中氣體狀態(tài)的變化為： dp0 dcf0、dv 1 1

15、時，采用漸擴噴管；時，采用漸擴噴管； MaMa1 1 Ma Ma 1 1，采用縮放型噴管（拉伐爾噴管），采用縮放型噴管（拉伐爾噴管）縮放型噴管的最小截面處稱為喉部，縮放型噴管的最小截面處稱為喉部，Ma=1Ma=1，dA=0dA=0。臨界截面臨界截面。擴壓管擴壓管：MaMall，采用漸縮擴壓管。，采用漸縮擴壓管。 MaMa1 1 1 Ma Ma 1 1 ，采用漸縮漸擴擴壓管。，采用漸縮漸擴擴壓管。馬赫數(shù)馬赫數(shù): :氣體流速與當?shù)芈曀俚谋戎?。氣體流速與當?shù)芈曀俚谋戎?。Ma=cMa=cf f/a /a MalMal，即，即c cf falMal，即，即c cf faa，超音速；，超音速；Ma=lMa

16、=l，即，即c cf f=a=a， 音速音速3 3 氣體的流速及臨界流速氣體的流速及臨界流速絕熱流動的能量關(guān)系式絕熱流動的能量關(guān)系式)(212f02f220cchh通常取通常取cf00，出口流速出口流速為為：)(220f2hhc臨界流速臨界流速-氣流處于臨界狀態(tài)時，氣流速度等于聲速。氣流處于臨界狀態(tài)時，氣流速度等于聲速。臨界壓力比臨界壓力比-臨界流速對應(yīng)的壓力（臨界流速對應(yīng)的壓力（喉部壓力喉部壓力與進口壓力之比與進口壓力之比 ( (pc/p0) )。)1(0c)12(pp 546. 00cpp單原子氣體：單原子氣體：1.67多原子氣體：多原子氣體：1.30 雙原子氣體：雙原子氣體：1.4052

17、8.00cpp487.00cpp4.4.噴管流量的計算噴管流量的計算 在穩(wěn)定流動中，氣體任何截面的質(zhì)量流量都是在穩(wěn)定流動中，氣體任何截面的質(zhì)量流量都是相同相同。常取常取最小截面最小截面來計算。來計算。最大流量最大流量出口截面壓力比等于臨界壓力比出口截面壓力比等于臨界壓力比時有時有極大極大值。值。噴管的計算噴管的計算fpkTpb、00* * 噴管的設(shè)計計算噴管的設(shè)計計算選型選型bpp 2已知已知00ppppcbcbpp 1) 1)當當 即即 采用漸縮噴管。采用漸縮噴管。00ppppcbcbpp 2 2）當當 即即 采用縮擴噴管。采用縮擴噴管。 出發(fā)點：出發(fā)點：出口壓力等于環(huán)境壓力出口壓力等于環(huán)境

18、壓力* * * 漸縮噴管的校和計算漸縮噴管的校和計算-確定確定fpkTpb、00已知已知00ppppcbcbpp 1)1) 當當 即即 bpp 200ppppcbcbpp 2 2）當當 即即 cpp 2噴管的最大流量噴管的最大流量 cccvcfmmax kg/s 2p5.5.絕熱節(jié)流絕熱節(jié)流 定義：氣體在管道中流過突然縮小的截面，定義：氣體在管道中流過突然縮小的截面， 而又未及與外界進行熱量交換的過程而又未及與外界進行熱量交換的過程特點：特點：1 1）絕熱節(jié)流過程）絕熱節(jié)流過程前后前后的焓相等，但的焓相等，但整個整個過程絕不是等焓過程。過程絕不是等焓過程。在縮孔附近，流速 ，焓2 2）不可逆性

19、）不可逆性12hh 絕熱節(jié)流前后參數(shù)的變化絕熱節(jié)流前后參數(shù)的變化(1) 對理想氣體對理想氣體溫度溫度不變不變壓力壓力下降下降比容比容增加增加熵熵增加增加焓焓不變不變注注:理想氣體的焓理想氣體的焓是溫度的單值函數(shù)是溫度的單值函數(shù)(2) 對實際氣體對實際氣體節(jié)流前后節(jié)流前后焓焓不變不變,溫度溫度不一定不一定絕熱節(jié)流溫度效應(yīng)絕熱節(jié)流溫度效應(yīng)溫度效應(yīng)只與溫度效應(yīng)只與氣體的性質(zhì)氣體的性質(zhì)有關(guān)有關(guān),與其與其狀態(tài)狀態(tài)無關(guān)無關(guān)熱熱效應(yīng)效應(yīng)零零效應(yīng)效應(yīng)冷冷效應(yīng)效應(yīng)溫度溫度降低降低溫度溫度不變不變溫度溫度升高升高水蒸氣動力循環(huán)系統(tǒng)的簡化水蒸氣動力循環(huán)系統(tǒng)的簡化 *熱力設(shè)備：蒸汽鍋爐、汽輪機、給水泵和冷凝器。 鍋鍋

20、爐爐汽輪機汽輪機給水泵給水泵凝汽器凝汽器郎肯循環(huán)郎肯循環(huán)123412 汽輪機汽輪機 s 膨脹膨脹23 凝汽器凝汽器 p 放熱放熱34 給水泵給水泵 s 壓縮壓縮41 鍋爐鍋爐 p 吸熱吸熱發(fā)電機發(fā)電機第八部分第八部分 動力循環(huán)動力循環(huán)一、朗肯循環(huán)一、朗肯循環(huán)*朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)工作循環(huán):兩個可逆定壓和兩個可逆絕熱組成的理想循環(huán)。* *熱力過程：熱力過程： 0-10-1定壓吸熱過程，定壓吸熱過程， 1-21-2絕熱膨脹過程，絕熱膨脹過程， 2-32-3定壓放熱過程，定壓放熱過程， 3-03-0絕熱加壓過程。絕熱加壓過程。二、朗肯循環(huán)熱效率分析二、朗肯循環(huán)熱效率分析工質(zhì)吸熱工質(zhì)吸熱 q1h1h0工質(zhì)

21、放熱工質(zhì)放熱汽輪機所作軸功汽輪機所作軸功 (ws,T)1-2h1h2水泵耗功水泵耗功可忽略可忽略循環(huán)凈功循環(huán)凈功223qhh012()whh012t110whhqhh朗肯循環(huán)熱效率朗肯循環(huán)熱效率* 熱計算熱計算 提高朗肯循環(huán)熱效率的途徑提高朗肯循環(huán)熱效率的途徑1、提高蒸汽初溫、提高蒸汽初溫乏汽的干度增大，乏汽的干度增大，有利改善汽輪機工作條件有利改善汽輪機工作條件注意，注意，要求要求鍋爐鍋爐材料具有較好的耐熱性材料具有較好的耐熱性 2 2、提高蒸汽初壓、提高蒸汽初壓終態(tài)終態(tài)干度減小，干度減小，引起汽輪機內(nèi)部的引起汽輪機內(nèi)部的耗耗散增加散增加。 3 3、 降低乏汽壓力降低乏汽壓力乏汽的凝結(jié)溫度主

22、要取決于自然環(huán)境的溫度。乏汽的凝結(jié)溫度主要取決于自然環(huán)境的溫度。三、再熱循環(huán)與回?zé)嵫h(huán)三、再熱循環(huán)與回?zé)嵫h(huán) 再再熱熱循循環(huán)環(huán) 再熱循環(huán)熱效率比朗肯循環(huán)高，再熱循環(huán)熱效率比朗肯循環(huán)高，乏汽的乏汽的干度顯著的提高干度顯著的提高。 回回?zé)釤嵫h(huán)環(huán)抽汽抽汽回?zé)峄責(zé)嵫h(huán)的熱效率循環(huán)的熱效率高高于朗肯循環(huán)熱效率。于朗肯循環(huán)熱效率。 四、熱電循環(huán)四、熱電循環(huán) 既發(fā)電又供熱的動力循環(huán)稱為既發(fā)電又供熱的動力循環(huán)稱為熱電循環(huán)熱電循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)。熱電聯(lián)產(chǎn)。熱能利用率熱能利用率K K：可利用的能量與熱源提供的總能量之比?？衫玫哪芰颗c熱源提供的總能量之比。動力循環(huán)分類：動力循環(huán)分類：凝汽式凝汽式動力循環(huán)動力循環(huán)-排

23、汽壓力低于大氣壓力的動力循環(huán)。排汽壓力低于大氣壓力的動力循環(huán)。背壓式背壓式動力循環(huán)動力循環(huán)-排汽壓力高于大氣壓力動力循環(huán)排汽壓力高于大氣壓力動力循環(huán). .調(diào)節(jié)抽汽式調(diào)節(jié)抽汽式動力循環(huán)動力循環(huán)-凝汽式與背壓式組合的動力循環(huán)凝汽式與背壓式組合的動力循環(huán). .熱電聯(lián)產(chǎn)的熱效率比朗肯循環(huán)低，熱電聯(lián)產(chǎn)的熱效率比朗肯循環(huán)低，熱能利用率最高熱能利用率最高 K=1K=1 32324411pvT Tsssvv兩個定容、兩個定熵過程構(gòu)成兩個定容、兩個定熵過程構(gòu)成111tv 3241Tsvv132vqcTT241vqcTT02111twqqq 012wqq14141322321111tVT T TTTTTT T T

24、 2314ss 3421lnlnvvTTccTT3421TTTT1221111tvTTT T 11211v v 2) 柴油機的理論循環(huán)柴油機的理論循環(huán)定壓加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán)s32324411pvTsspv一個定壓、一個定容、兩個定熵一個定壓、一個定容、兩個定熵過程構(gòu)成過程構(gòu)成3T132pqcTT241vqcTT02111twqqq 012wqq14141322321111tpT T TTTTTT T T 241spv2314ss 3421lnlnpvTTccTT334122TvTTTv1121211TvTv11111tp W2T1Q2Q1T第九部分第九部分 制冷循環(huán)制冷循環(huán) 制冷循環(huán)制冷循環(huán)

25、：將熱量轉(zhuǎn)移到高溫物體：將熱量轉(zhuǎn)移到高溫物體( (環(huán)境介質(zhì)環(huán)境介質(zhì)) )中的一種中的一種逆逆循環(huán)。循環(huán)。 熱量由低溫傳向高溫?zé)崃坑傻蜏貍飨蚋邷?消耗機械消耗機械能或熱能能或熱能為代價。為代價。制冷系數(shù)制冷系數(shù)21202qqqwqc12是空氣在壓縮機內(nèi) 定熵定熵壓縮過程； 23是空氣在冷卻器中定壓放熱過程；3-4是空氣在膨脹機中定熵膨脹過程； 4-1是空氣在冷室換熱器中定壓吸熱過程。致冷系數(shù)小于逆向卡諾循環(huán)。致冷系數(shù)小于逆向卡諾循環(huán)。致冷系數(shù)：一、空氣壓縮制冷循環(huán)一、空氣壓縮制冷循環(huán)布雷頓致冷循環(huán)布雷頓致冷循環(huán) 壓縮蒸汽制冷裝置主要由壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器組成。二、蒸氣壓縮制冷循環(huán)二、蒸

26、氣壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷裝置的理想循蒸汽壓縮制冷裝置的理想循環(huán)由環(huán)由四個過程四個過程組成：組成：定熵壓縮過程壓縮過程-壓縮機定壓定壓放熱過程放熱過程-冷凝器冷凝器絕熱膨脹過程膨脹過程-節(jié)流閥定壓定壓吸熱過程吸熱過程-蒸發(fā)器蒸發(fā)器 實用的蒸氣壓縮制冷循環(huán)實用的蒸氣壓縮制冷循環(huán)制冷工質(zhì)的循環(huán)過程制冷工質(zhì)的循環(huán)過程4 4 濕蒸汽進入濕蒸汽進入蒸發(fā)器蒸發(fā)器在定壓定溫下吸收低溫物體放出的熱在定壓定溫下吸收低溫物體放出的熱量汽化成為量汽化成為干飽和蒸汽干飽和蒸汽，干飽和蒸汽被壓縮機吸人完成，干飽和蒸汽被壓縮機吸人完成一個理論循環(huán)。一個理論循環(huán)。1 將蒸發(fā)器出來的低溫低壓的將蒸發(fā)器出來的低溫低壓的干飽和蒸

27、干飽和蒸汽汽吸人吸人壓縮機壓縮機，經(jīng)定熵壓縮后成為高溫，經(jīng)定熵壓縮后成為高溫高壓的高壓的過熱蒸汽過熱蒸汽; ;3 3 飽和液體通過飽和液體通過節(jié)流閥節(jié)流閥絕熱節(jié)流后成為低溫低壓的絕熱節(jié)流后成為低溫低壓的濕蒸汽濕蒸汽，絕熱節(jié)流前后焓值不變，絕熱節(jié)流前后焓值不變; ;2 2 送人送人冷凝器冷凝器，在定壓下將熱量放給高溫物體，在定壓下將熱量放給高溫物體( (環(huán)境介質(zhì)環(huán)境介質(zhì)) )從而冷卻凝結(jié)成從而冷卻凝結(jié)成飽和液體飽和液體; ;三、制冷劑的壓焓圖(1gp-h圖)臨界點臨界點C-C-飽和液體線（飽和液體線（x=0)x=0)與干飽與干飽和蒸汽線和蒸汽線(x=1)(x=1)交點。交點。三個區(qū)三個區(qū)-下界線

28、下界線(x=0)(x=0)左側(cè)為左側(cè)為未飽和未飽和液體區(qū)液體區(qū)( (或過冷液體或過冷液體) ) ；下界線與上界線下界線與上界線(x=1)(x=1)之間是之間是濕蒸汽濕蒸汽區(qū)區(qū)；上界線右側(cè)是上界線右側(cè)是過熱蒸汽區(qū)過熱蒸汽區(qū)。圖中共繪有圖中共繪有六組六組等狀態(tài)參數(shù)線簇：等狀態(tài)參數(shù)線簇：(1)(1)定壓線定壓線(2)(2)定焓線定焓線(3)(3)定溫線定溫線(4)(4)定比體積線定比體積線 (5)(5)定熵線定熵線(6)(6)定干度線定干度線狀態(tài)點狀態(tài)點:l-:l-壓縮機的吸汽狀態(tài)點壓縮機的吸汽狀態(tài)點 2- 2-壓縮機的排汽狀態(tài)點壓縮機的排汽狀態(tài)點 4- 4-冷凝器的出口狀態(tài)點冷凝器的出口狀態(tài)點 5

29、- 5-蒸發(fā)器進口狀態(tài)點蒸發(fā)器進口狀態(tài)點過程線過程線: :12 12 制冷劑蒸汽在壓縮機中的制冷劑蒸汽在壓縮機中的定熵壓縮定熵壓縮；2-3-4 2-3-4 制冷劑在冷凝器中制冷劑在冷凝器中定壓冷卻定壓冷卻；4-5 4-5 制冷劑在節(jié)流閥中制冷劑在節(jié)流閥中絕熱節(jié)流絕熱節(jié)流；5-1 5-1 制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的定壓吸熱定壓吸熱。四、壓縮蒸汽制冷理論循環(huán)性能分析四、壓縮蒸汽制冷理論循環(huán)性能分析1 1、降低制冷劑的冷凝溫度（熱源溫度）、降低制冷劑的冷凝溫度（熱源溫度）2 2、提高制冷劑的蒸發(fā)溫度（冷源溫度）、提高制冷劑的蒸發(fā)溫度（冷源溫度）3 3、采取適當?shù)倪^冷、采取適當?shù)倪^冷(1)制

30、冷量： q0=hl-h5 (2) 放熱量： q1=h2-h4 (3)循環(huán)凈功： w0=h2-h1 (4)制冷系數(shù)：提高制冷系數(shù)的途徑提高制冷系數(shù)的途徑：蒸氣壓縮制冷循環(huán)蒸氣壓縮制冷循環(huán) 水能用否？水能用否？ 0C以下凝固不能流動。以下凝固不能流動。一般用低沸點工質(zhì)，如氟利昂、氨一般用低沸點工質(zhì)，如氟利昂、氨沸點：沸點：(1)sTpatm水水100CR22- 40.8CR134aTHR01一種亞共沸混合制冷劑一種亞共沸混合制冷劑 - 26.1C- 30.18C制冷能力和冷噸制冷能力和冷噸生產(chǎn)中常用生產(chǎn)中常用制冷能力制冷能力來衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小來衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小制冷能力：制冷能力：制冷設(shè)備單位時

31、間內(nèi)從冷庫取制冷設(shè)備單位時間內(nèi)從冷庫取 走的熱量走的熱量(kJ/s)。商業(yè)上常用商業(yè)上常用冷噸冷噸來表示。來表示。1冷噸：冷噸：1噸噸0C飽和飽和水水在在24小時內(nèi)被冷凍小時內(nèi)被冷凍 到到0C的的冰冰所需冷量。所需冷量。水的凝結(jié)（熔化）熱水的凝結(jié)（熔化）熱 r =334 kJ/kg1冷噸冷噸=3.86 kJ/s1美國冷噸美國冷噸=3.517 kJ/s五、吸收式致冷循環(huán)五、吸收式致冷循環(huán) 吸收式致冷是利用致冷劑液體氣化吸熱實現(xiàn)致冷；吸收式致冷是利用致冷劑液體氣化吸熱實現(xiàn)致冷； 它是直接利用熱能驅(qū)動，以消耗熱能為補償；它是直接利用熱能驅(qū)動，以消耗熱能為補償； 吸收式致冷采用兩種沸點相差較大的雙工質(zhì)，其中吸收式致冷采用兩種沸點相差較大的雙工質(zhì)，其中沸沸點低點低的物質(zhì)為的物質(zhì)為致冷劑致冷劑，沸點高沸點高的物質(zhì)為的物質(zhì)為吸收劑吸收劑。 例如，氨吸收式致冷循環(huán)，其中氨用作致冷劑、水為例如，氨吸收式致冷循環(huán)，其中氨用作致冷劑、水為吸收劑。吸收劑。 吸收式致冷的冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器與蒸氣壓縮致吸收式致冷的冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器與蒸氣壓縮致冷完全相同，區(qū)別是用冷完全相同，區(qū)別是用吸收器、發(fā)生器、溶液泵及減吸收