制冷與低溫技術(shù)原理低溫原理部分-精選課件

1、 制冷與低溫原理之低溫原理部分（18學(xué)時(shí)）厲彥忠 授課大綱 緒論第一章、低溫工質(zhì)的性質(zhì)第二章、獲得低溫的方法第三章、氣體液化循環(huán)第四章、溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)第五章、氣體精餾原理及設(shè)備熱能與人工制冷能量的存在形式能量守恒定律第一定律熱能的品質(zhì)與價(jià)值能量轉(zhuǎn)換的方向性第二定律熱能與冷能熱量的逆向傳遞有能量附加投入熱電，投入？熱冷，投入？熱能與人工制冷非自發(fā)過(guò)程進(jìn)行需要投入能量高溫區(qū)低溫區(qū)低溫區(qū)高溫區(qū)輸出功輸入功動(dòng)力機(jī)制冷機(jī)溫度與能量等級(jí)有效能火用的概念溫度與能量等級(jí)因?yàn)楂@得同樣能量所耗費(fèi)的代價(jià)更大溫度越低能量?jī)r(jià)值越高室溫空調(diào)、氣調(diào)保鮮冷凍、冷藏低溫儲(chǔ)藏生物培養(yǎng)20C0C-30C-80C-160C-200C

2、-250C-270C天然氣液化烷、烯、炔等分離空氣液化氧、氮、氬分離高溫超導(dǎo)氫氣液化氦氣液化低溫超導(dǎo)普通制冷深度制冷（即低溫）120K低溫制冷技術(shù)的進(jìn)步 低溫的定義-溫區(qū)的劃分：T120K 普通制冷T120K 深度制冷T 20K 超低溫制冷T 0C）、冷藏(0-30C)、冷凍(-30-80C)深冷（以工質(zhì)劃分）：石油氣天然氣（120K）、空氣（80K）超低溫（以工質(zhì)劃分）：氖氣氫氣（20K）、氦氣（4K）極低溫（以溫度級(jí)劃分）：1K、1mK、1K低溫技術(shù)涉及內(nèi)容 工作特點(diǎn)獲得低溫液態(tài)產(chǎn)品-液化技術(shù)獲得純凈的低溫介質(zhì)分離技術(shù)提供低溫環(huán)境-低溫制冷技術(shù)借助低溫獲得高真空低溫泵技術(shù)相關(guān)技術(shù)低溫工質(zhì)的

3、儲(chǔ)藏與運(yùn)輸?shù)蜏亟^熱技術(shù)低溫制冷技術(shù)的進(jìn)步 低溫的獲得低溫及獲得時(shí)間：1877年法國(guó)Cailletet獲得霧狀液滴的氧氣低溫歷史的開(kāi)始1883年波蘭Wroblewski獲得了液氧，之后又獲得了液氮1892年英國(guó)Dewar發(fā)明了杜瓦，1898年液化了氫氣1908年荷蘭Onnes液化了最后的“永久性”氣體氦，之后又獲得了超流氦低溫制冷技術(shù)的進(jìn)步 低溫的獲得低溫及獲得時(shí)間：1911年荷蘭Onnes發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象1933年美國(guó)Giauque對(duì)順磁鹽絕熱去磁獲得0.27K的低溫1963年美國(guó)Kurti用絕熱退磁法獲得1.210-6K的低溫1966年Hall采用He3-He4稀釋制冷獲得0.1K連續(xù)制冷，接

4、著Ford以同樣的方法獲得0.025K的連續(xù)制冷低溫制冷技術(shù)的進(jìn)步 低溫的獲得低溫及獲得時(shí)間：中國(guó)的低溫研究起步于50年代1951年開(kāi)始自行設(shè)計(jì)和試制空分設(shè)備1953年成立中科院低溫研究室1956年成立中國(guó)制冷低溫專(zhuān)業(yè)1956年建立氫液化裝置1959年建立氦液化設(shè)備低溫制冷技術(shù)的進(jìn)步 科技發(fā)展的需求推動(dòng)低溫技術(shù)進(jìn)步 氣體行業(yè)煉鋼、焊接、制造、航天推進(jìn)低溫產(chǎn)品液態(tài)氣體（純凈氣體、低溫冷源）特種環(huán)境航天、航空、軍事、試驗(yàn)交叉學(xué)科物理、化學(xué)、材料低溫制冷技術(shù)的進(jìn)步 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)低溫技術(shù)進(jìn)步新材料凈化、蓄冷、保溫、新工藝工藝流程、新工質(zhì)新方法低溫制冷、超低溫制冷新技術(shù)絕熱技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù) 授課大綱

5、 緒論第一章、低溫工質(zhì)的性質(zhì)第二章、獲得低溫的方法第三章、氣體液化循環(huán)第四章、溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)第五章、氣體精餾原理及設(shè)備 低溫工質(zhì)的性質(zhì) 120K以下低溫工質(zhì)既作為制冷工質(zhì)，又作為原料和產(chǎn)品可以是相變制冷，也可以是單相制冷單靠增加壓力不能被液化低溫工質(zhì)構(gòu)成的循環(huán)可以是閉式循環(huán)，也可能是開(kāi)式循環(huán)高、低溫?zé)嵩礈夭詈艽?，必須采用回?zé)岱绞?低溫工質(zhì)的性質(zhì) 120K溫度區(qū)：烴類(lèi)：烷、烯、炔等如：石油氣（主要為戊、己烷）、天然氣（主要為甲烷）80K溫度區(qū)：空氣成分：氧、氬、氮等超低溫區(qū)：20K溫區(qū)：氫4K溫區(qū)：氦 低溫工質(zhì)的性質(zhì) 低溫工質(zhì)的種類(lèi)及應(yīng)用120K級(jí)的低溫：天然氣的液化與分離廣義天然氣含：石油氣、

6、煤層氣、合成氨尾氣、高爐尾氣用途：石化行業(yè)80K級(jí)的低溫：空氣的液化與分離提取純度較高的氧、氬、氮成分用途：制氧行業(yè)多用于冶金20K以下級(jí)的低溫：氫氣的液化、氦氣的液化用途：液氫作為冷劑、燃料，液氦作為制冷劑 低溫工質(zhì)的性質(zhì) 主要低溫工質(zhì)的種類(lèi)分析甲烷：CH4， Ts=111.7K, M=16天然氣的主要成分用作為燃料（民用、汽車(chē)等）原作為化工原料生產(chǎn)H2等 低溫工質(zhì)的性質(zhì) 主要低溫工質(zhì)的種類(lèi)分析氧：O2， Ts=90.K, M=32助燃劑，煉鋼氮：N2， Ts=77.K, M=28合成氨原料氣，保鮮保護(hù)氣氬：Ar， Ts=87.K, M=40焊接保護(hù)氣以上均來(lái)自空氣 低溫工質(zhì)的性質(zhì) 主要低溫

7、工質(zhì)的種類(lèi)分析氖：Ne， Ts=27.K, M=20來(lái)自空氣，燈泡氣，制冷劑氫：H2， Ts=20.K, M=2來(lái)自煤（水煤氣）、天然氣、水電解等用作燃料氦：He， Ts=4.2K, M=4來(lái)自合成氨尾氣、天然氣，用作制冷劑 低溫工質(zhì)的性質(zhì)空氣及其組成氣體的性質(zhì)空氣=干空氣+水蒸氣+雜質(zhì)干空氣：N2, O2, Ar, CO2,二元組分：N2:79%，O2:21%三元組分：N2:78%，O2:21%，Ar:1%可作為理想氣體：M=28.97,Ts=78.9/81.7(泡點(diǎn)/露點(diǎn))在氣液相平衡情況下：液相中N2:59%,O2:40%,Ar:1% 低溫工質(zhì)的性質(zhì)空氣及其組成氣體的性質(zhì)氮?dú)猓悍悬c(diǎn)77.

8、36K,凝固點(diǎn)63.2K 安全，無(wú)毒無(wú)味，無(wú)色保護(hù)氣體， 隔離氧氣液氮（LN2）為極好的冷源保存生命組織，低溫外科治療預(yù)冷劑（LH2,LHe），低溫粉碎 低溫工質(zhì)的性質(zhì)空氣及其組成氣體的性質(zhì)氧氣：沸點(diǎn)90.188K,凝固點(diǎn)54.4K助燃，煉鋼、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、焊接、切割促進(jìn)動(dòng)植物生命新陳代謝易于爆炸，空分裝置、輸氧管道LOx呈蘭色， 低溫工質(zhì)的性質(zhì)空氣及其組成氣體的性質(zhì)氬氣：沸點(diǎn)87.29K,凝固點(diǎn)83.85K惰性氣體，不氧化作為焊接保護(hù)氣體，燈泡氣體O2、N2、Ar均來(lái)自空氣其含量大、來(lái)源穩(wěn)定，隨時(shí)隨地獲得原料空氣無(wú)成本、生產(chǎn)成本小 低溫工質(zhì)的性質(zhì)空氣及其組成氣體的性質(zhì)空分：即空氣分離從空氣中提

9、取有用的氣體O2、N2、Ar 以及 Ne、He、Kr、Xe有常溫分離、低溫分離低溫分離：將空氣液化后利用不同組分的沸點(diǎn)差進(jìn)行分離常溫分離：分子篩吸附分離、膜分離 低溫工質(zhì)的性質(zhì)空氣及其組成氣體的性質(zhì)低溫分離同時(shí)可以得到多種產(chǎn)品連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品純度高設(shè)備龐大，初投資大常溫分離-分子篩吸附分離、膜分離切換為了再生只能得到單一產(chǎn)品，如制氧或制氮設(shè)備小，啟動(dòng)快 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氫的性質(zhì)最輕的工質(zhì)H2的密度最小、粘度最小比熱和導(dǎo)熱系數(shù)很大，擴(kuò)散能力很強(qiáng)，可以滲透金屬性質(zhì)最為復(fù)雜的低溫工質(zhì)三個(gè)同位素 H、D、T，氕氘氚T在自然界不存在質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)分別為：0、1、2通常指的氫是：H2和HD的混合物還有 D2

10、,T2,DT,HT, 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氫的性質(zhì)正氫與仲氫 正氫Ortha- 雙原子同向旋轉(zhuǎn)仲氫Para-雙原子逆向旋轉(zhuǎn)正、仲比例因溫度而不同，溫度低仲氫多正仲轉(zhuǎn)化，放熱反應(yīng)導(dǎo)致LH2儲(chǔ)存困難轉(zhuǎn)化速度很慢 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氫的性質(zhì)多種氫形式平衡氫（e-）：一定溫度條件下正仲組合正常氫(標(biāo)準(zhǔn)氫 n-)：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平衡氫 75% o-H2 + 25% p-H2沸點(diǎn)狀態(tài)平衡氫0.21% o-H2 + 99.79% p-H2同位素D2也存在正常氘（n-）、平衡氘(e-) 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氫的性質(zhì)多種氫形式平衡氫（e-）：一定溫度條件下正仲組合 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氦的性質(zhì)最難液化的工質(zhì)沸點(diǎn)低，長(zhǎng)期被認(rèn)為永久性氣體

11、單靠降溫得不到固體兩種同位素4He Ts=4.2K, M=43He Ts=3.19K, M=3 量很少通常指 4He 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氦的性質(zhì)性質(zhì)特殊兩個(gè)三相點(diǎn)2.5MPa 以下得不到固體存在一個(gè)液-液相變 LHeI-LHeII，高階相變常流體液氦-超流液氦，轉(zhuǎn)變2.17KT0噴泉效應(yīng)爬膜現(xiàn)象 的測(cè)定，兩流體模型超導(dǎo)熱性 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氦的性質(zhì)超流體現(xiàn)象（Super fluid）-噴泉相應(yīng) 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氦的性質(zhì)超流體現(xiàn)象（Super fluid）-爬膜現(xiàn)象 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氦的性質(zhì)HeII 的性質(zhì) 的測(cè)定，兩流體模型 低溫工質(zhì)的性質(zhì)氦的性質(zhì)HeII 的性質(zhì)超流體超流動(dòng)性 0超導(dǎo)熱性 超導(dǎo)體超電流

12、特性 RI 0抗磁特性 R 超導(dǎo)與超流均為量子特性 授課大綱 緒論第一章、低溫工質(zhì)的性質(zhì)第二章、獲得低溫的方法第三章、氣體液化循環(huán)第四章、溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)第五章、氣體精餾原理及設(shè)備 獲得低溫的方法獲得低溫方法（物理法）相變制冷液體氣化，固體融化、固體升華壓縮氣體絕熱節(jié)流壓縮氣體等熵膨脹輻射制冷、渦流制冷、熱電制冷、吸收及吸附制冷。 獲得低溫的方法-絕熱節(jié)流絕熱節(jié)流何謂節(jié)流過(guò)程：實(shí)際氣體 理想氣體焦一湯效應(yīng)：實(shí)際氣體在節(jié)流前后的溫度變化效應(yīng)理想氣體的效應(yīng)如何？ 獲得低溫的方法-絕熱節(jié)流微分節(jié)流效應(yīng)溫度隨壓力的變化率取決于節(jié)流前的氣體狀態(tài)理想氣體 獲得低溫的方法-絕熱節(jié)流微分節(jié)流效應(yīng)三種情況的內(nèi)在機(jī)

13、理節(jié)流后v 增加， ，但d(pv)不定因此， 也不確定 獲得低溫的方法-絕熱節(jié)流積分節(jié)流效應(yīng)：壓力變化一定時(shí)，溫度變化的量 獲得低溫的方法-絕熱節(jié)流等溫節(jié)流效應(yīng)：節(jié)流后等壓升溫到節(jié)流前的溫度所需的熱量也即節(jié)流的制冷量，但并非是節(jié)流裝置制冷誰(shuí)提供了制冷能力？為何會(huì)制冷？ 獲得低溫的方法-絕熱節(jié)流轉(zhuǎn)化溫度與轉(zhuǎn)化曲線(xiàn) 對(duì)應(yīng)的溫度為轉(zhuǎn)化溫度 Tinv根據(jù)微分節(jié)流效應(yīng) 關(guān)系，可以求出 時(shí)的狀態(tài)此時(shí) ，即轉(zhuǎn)化溫度上轉(zhuǎn)化溫度、下轉(zhuǎn)化溫度的意義只有低于上轉(zhuǎn)化溫度后，節(jié)流才降溫 獲得低溫的方法-絕熱節(jié)流轉(zhuǎn)化溫度與轉(zhuǎn)化曲線(xiàn)實(shí)踐證明，當(dāng) 時(shí)出現(xiàn)一條轉(zhuǎn)化溫度的曲線(xiàn)。如節(jié)流前氣體狀態(tài)在 區(qū)間內(nèi)，則節(jié)流后產(chǎn)生制冷效果。

14、獲得低溫的方法-絕熱節(jié)流思考題：微分節(jié)流效應(yīng)、積分節(jié)流效應(yīng)、等溫節(jié)流效應(yīng)各代表什么？如何表示？什么是轉(zhuǎn)化溫度？上、下轉(zhuǎn)化溫度各代表什么？ 獲得低溫的方法等熵膨脹通過(guò)膨脹機(jī)實(shí)現(xiàn)，對(duì)外做功；微分等熵效應(yīng)已知 則 故等熵膨脹總是具有冷效應(yīng)的 獲得低溫的方法等熵膨脹微分等熵制冷效應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理膨脹后v 增加， 因此，對(duì)外做功和內(nèi)位能的增加，都是通過(guò)消耗內(nèi)動(dòng)能而產(chǎn)生的，因此溫度下降。 獲得低溫的方法等熵膨脹制冷量計(jì)算：其中 為等溫節(jié)流效應(yīng)，We為膨脹輸出功 獲得低溫的方法等熵膨脹膨脹前后溫度降計(jì)算：增加溫降的措施：提高初溫T1增加膨脹比 p2/p1 獲得低溫的方法等熵膨脹膨脹機(jī)效率等熵效率計(jì)算：實(shí)際的焓降

15、與理論焓降之比 獲得低溫的方法等熵膨脹絕熱節(jié)流與等熵膨脹比較：溫度效應(yīng)制冷量溫降和制冷量均是等熵膨脹高 授課大綱 緒論第一章、低溫工質(zhì)的性質(zhì)第二章、獲得低溫的方法第三章、氣體液化循環(huán)第四章、溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)第五章、氣體精餾原理及設(shè)備 氣體液化循環(huán)1、制冷的目的：低溫氣體液化，必須降溫至 Ts 以下，需要制冷降溫；維持低溫系統(tǒng)所需制冷以補(bǔ)償冷損；生產(chǎn)低溫液體，補(bǔ)償帶走的的冷量 氣體液化循環(huán)2、制冷氣體液化理論最小功獲得低溫實(shí)現(xiàn)熱量從低到高的轉(zhuǎn)移，必須投入能量。理想過(guò)程：等溫壓縮+等熵膨脹理想最小功 氣體液化循環(huán)2、制冷氣體液化理論最小功 氣體液化循環(huán)3、液化循環(huán)指標(biāo)單位能耗： W為1kg氣體耗功，

16、Z為1kg氣體的液體量制冷系數(shù)，制冷量與耗功之比， 其中循環(huán)效率：熱力不完善度，實(shí)際制冷系數(shù)與理論循環(huán)系數(shù)之比。也是理論最小功與實(shí)際耗功之比。 氣體液化循環(huán)低溫液化循環(huán)：節(jié)流液化循環(huán)：利用節(jié)流裝置，獲得等溫節(jié)流效應(yīng)；帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)：利用膨脹機(jī)獲取大的等熵膨脹制冷量；帶氣體制冷機(jī)的液化循環(huán)：利用低沸點(diǎn)氣體工質(zhì)的制冷效應(yīng)；復(fù)疊式液化循環(huán)：利用不同沸點(diǎn)工質(zhì)逐級(jí)冷卻最終液化。 氣體液化循環(huán)空氣、氧、氮的液化循環(huán)：性質(zhì)接近，循環(huán)相似主要采用自身制冷方法節(jié)流液化循環(huán)是基礎(chǔ)循環(huán)特點(diǎn)：裝置簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠，不可逆損失大，制冷量小 氣體液化循環(huán)一次節(jié)流液化循環(huán)是最早的液化循環(huán)，被德國(guó)的林德所采用，故命名林德循

17、環(huán) 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)理論循環(huán)等溫壓縮 等壓冷卻 節(jié)流膨脹 液化等壓復(fù)熱 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)理論循環(huán)液化量：1kg空氣，單位冷量 即為等溫節(jié)流效應(yīng)；由于 一定（狀態(tài)參數(shù)）,液化量大，即等溫節(jié)流效應(yīng)大，T一定時(shí), 是壓力的函數(shù) 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)實(shí)際循環(huán)壓縮過(guò)程存在不可逆因素、換熱器有溫差、不完全換熱以及跑冷等因素。實(shí)際液化量 單位（加工空氣）制冷量為適當(dāng)升高 p2，升高 p1 ，高壓氣體 T 下降，對(duì)提高 有利 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)實(shí)際循環(huán)適當(dāng)升高 p2，升高 p1 ，高壓氣體 T 下降對(duì)提高 有利 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)實(shí)際循環(huán)適當(dāng)升高

18、p2，升高 p1 ，高壓氣體 T 下降對(duì)提高 有利 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)實(shí)際循環(huán)適當(dāng)升高 p2，升高 p1 ，高壓氣體 T 下降對(duì)提高 有利 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)有預(yù)冷的一次節(jié)流液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)有預(yù)冷的一次節(jié)流液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-一次節(jié)流液化循環(huán)有預(yù)冷的一次節(jié)流液化循環(huán)提供了冷量降低了高壓氣體的溫度減小了傳熱溫差 氣體液化循環(huán)-二次節(jié)流液化循環(huán)二次節(jié)流液化循環(huán)看作是一個(gè)高、低壓之間的循環(huán)和一個(gè)高、中壓之間的循環(huán)后者提高了p1, 從而提高了循環(huán)效率循環(huán)過(guò)程也可以有預(yù)冷的循環(huán) 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)帶膨脹機(jī)的空氣液化循環(huán)一、克勞特循環(huán)膨脹過(guò)

19、程并非按照等熵絕熱節(jié)流過(guò)程仍存在節(jié)流和膨脹過(guò)程均不可逆 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)帶膨脹機(jī)的空氣液化循環(huán)一、克勞特循環(huán)流程組織：膨脹機(jī)布置入口狀態(tài)？膨脹氣量？ 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)一、克勞特循環(huán)根據(jù)系統(tǒng)能量守恒的關(guān)系，并考慮跑冷損失，不完全熱交換損失循環(huán)液化系數(shù)為實(shí)際制冷量膨脹機(jī)的等熵效率實(shí)際耗功 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)一、克勞特循環(huán)影響因素分析：P2-Ve -T3 - 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)一、克勞特循環(huán)換熱器溫度曲線(xiàn)負(fù)溫差現(xiàn)象高壓氣體比熱變化大，低溫氣體比熱基本不變正流氣體與反流氣體流量不同 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)二、海蘭德循環(huán)高壓常溫膨脹，

20、增加絕熱焓降；低溫部分由等溫節(jié)流效應(yīng)提高冷量可采用預(yù)冷，從而適用于小型液態(tài)裝置 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)二、海蘭德循環(huán) 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)三、卡皮查循環(huán)低壓低溫膨脹，冷量主要來(lái)自膨脹機(jī)液體節(jié)流，實(shí)現(xiàn)液化流程簡(jiǎn)單，能耗小，投資低，全低壓流動(dòng)與換熱，設(shè)備體積大適用于大中型空分。 氣體液化循環(huán)-帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)三、卡皮查循環(huán) 氣體液化循環(huán)-氦液化循環(huán)臨界點(diǎn)低，為5.2K，轉(zhuǎn)化溫度也低4.6K，7K以下節(jié)流才會(huì)產(chǎn)生液體；故必須預(yù)冷+節(jié)流，或膨脹對(duì)外輸出功+節(jié)流一、節(jié)流液化循環(huán)二、帶膨脹機(jī)液化循環(huán)三、其它型式的He液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-氦液化循環(huán)一、節(jié)流液化循環(huán)預(yù)冷的必要性，必

21、需的預(yù)冷溫度，可分級(jí)預(yù)冷預(yù)冷介質(zhì)：LN2, LH2ZprZpr234567910111213151417H2N2液N2液H2(1-Zpr) 氣體液化循環(huán)-氦液化循環(huán)一、帶膨脹機(jī)液化循環(huán)預(yù)冷并非必需，但有效LN2預(yù)冷+膨脹機(jī)制冷LN2預(yù)冷+2膨脹機(jī)制冷柯林斯循環(huán)根據(jù)最小功設(shè)計(jì)各級(jí)膨脹機(jī)的參數(shù)保證每級(jí)膨脹機(jī)的正常工作 氣體液化循環(huán)-氦液化循環(huán)LN2預(yù)冷+2膨脹機(jī)制冷 柯林斯循環(huán) 氣體液化循環(huán)-氦液化循環(huán)三、其它型式的He液化循環(huán)雙壓力雙機(jī)膨脹、兩級(jí)節(jié)流附加制冷循環(huán)利用外部制冷機(jī)分級(jí)冷卻 氣體液化循環(huán)-氦液化循環(huán)三、其它型式的He液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-氦液化循環(huán)三、其它型式的He液化循環(huán) 氣體液化

22、循環(huán)-氫液化循環(huán)氫液化循環(huán)一、節(jié)流氫液化循環(huán)二、帶膨脹機(jī)的氫液化循環(huán)三、氦制冷氫液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-氫液化循環(huán)一、節(jié)流氫液化循環(huán)一次節(jié)流二次節(jié)流 氣體液化循環(huán)-氫液化循環(huán)二、帶膨脹機(jī)的氫液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-氫液化循環(huán)二、帶膨脹機(jī)的氫液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-氫液化循環(huán)三、氦制冷氫液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-天然氣液化循環(huán)天然氣液化循環(huán)一、復(fù)疊式制冷液化循環(huán) 二、混合冷劑制冷液化循環(huán) 三、帶膨脹機(jī)的制冷液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-天然氣液化循環(huán)一、復(fù)疊式制冷液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-天然氣液化循環(huán)二、混合冷劑制冷液化循環(huán) 氣體液化循環(huán)-天然氣液化循環(huán)三、帶膨脹機(jī)的制冷液化循環(huán) 授課大綱 緒論第一章、

23、低溫工質(zhì)的性質(zhì)第二章、獲得低溫的方法第三章、氣體液化循環(huán)第四章、溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)第五章、氣體精餾原理及設(shè)備 溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)溶液：兩種級(jí)以上物質(zhì)組成的均勻，穩(wěn)定的液體，可以蒸發(fā)和凝固。組成：兩種液體混合固體溶解于液體氣體溶解于液體溶劑與溶質(zhì) 二元溶液與多元溶液 溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)成分：各組成物質(zhì)的比分質(zhì)量成分：某組分質(zhì)量與溶液總質(zhì)量之比 摩爾成分：溶質(zhì)的摩爾數(shù)與溶液總摩爾數(shù)之比 成分也稱(chēng)為濃度，其值介于01之間 溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)成分：各組成物質(zhì)的比分質(zhì)量成分與摩爾成分相互關(guān)系 溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)溶解度：溶質(zhì)在溶劑中可溶解的最大量是溫度和壓力的函數(shù)完全互溶溶液 0100%不完全互溶溶液 0%溶解熱：溶解通常伴著熱效應(yīng)吸熱或放熱反應(yīng)吸熱為正，放熱為負(fù) 溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)基本定律一、理想溶液及拉烏爾定律理想溶液：各組分的性質(zhì)相近，分子作用力基本接近純物質(zhì)，無(wú)溶解熱拉烏爾定律：蒸氣混合物中某一組分的分壓，等于該純凈物質(zhì)同一狀態(tài)下的飽和蒸汽壓與該組分在溶液中的摩爾成分的乘積適用于理想溶液，實(shí)際溶液可能有出入 溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)基本定律一、理想溶液及拉烏爾定律二元理想溶液： 溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)基本定律二、康