第一章 人工制冷的基本方法VIP专享VIP免费

第一章人工制冷的基本方法制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却,使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。这里所说的“冷”是相对于环境而言的。灼热的铁放在空气中，通过辐射和对流向环境传热，逐渐冷却到环境温度。它是自发的传热降温，属于自然冷却，不是制冷。制冷就是从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。制冷技术研究的内容①研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力学的分析和计算。②研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。机械制冷要通过制冷剂热力状态的变化才能实现。所以，制冷剂的热物理性质是进行循环分析和计算的基础数据。此外，为了使制冷剂能实际应用，还必须掌握它们的一般物理化学性质。③研究实现制冷循环所必须的各种机械和技术设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配套设计。此外，还有热绝缘问题，制冷装置的自动化问题，等等。机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。制冷机中使用的工作介质称为制冷剂。制冷剂在制冷机中循环流动，同时与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量。制冷剂一系列状态变化过程的综合为制冷循环。为了实现制冷循环，必须消耗能量。所消耗能量的形式可以是机械能、电能、热能、太阳能或其它可能的形式.人工制冷的方法1液体汽化制冷方法蒸气压缩式制冷蒸气吸收式制冷蒸汽喷射式制冷吸附式制冷3气体的节流效应和绝热膨胀制冷4其它制冷方法热电制冷磁制冷涡流管制冷热声制冷2冰、盐水冰冷却和固体升华制冷目前，获得低温的方法很多，可分为物理方法和化学方法，而绝大多数制冷方法属于物理方法。在物理方法中应用最广泛的为相变制冷及气体绝热膨胀制冷，此外尚有涡流制冷、绝热放气制冷、温差电制冷(珀尔帖效应)、顺磁盐或核绝热退磁制冷、氦稀释制冷、固体升华制冷、氦减压蒸发制冷、3He绝热压缩制冷、吸附制冷等，利用宇宙空间的低温热汇(2～4K)辐射制冷的方法。获得低温的方法§1—1相变制冷固态（冰）物质有三种集态：气态、液态、固态。物质集态的改变称为相变。相变过程中，由于物质分子重新排列和分子热运动速度的改变，会吸收或放出热量，这种热量称作潜热。物质发生从质密态到质稀态的相变时，将吸收潜热；反之，当它发生由质稀态向质密态的相变时，放出潜热。液态（水）气态（汽）溶化汽化（沸腾）升华蒸发制冷—沙漠袋一、液体汽化任何液体汽化时都产生吸热效应，在恒温下单位质量的液体汽化时所吸收的热量叫做汽化潜热。例如，在大气压下1kg液氨汽化时要吸收1370kJ的热量，得到-33.4℃；lkgR12汽化时，得到-29.8℃，要吸收167．5kJ的热量。由热力学知，液体的沸点及汽化潜热和压力有关，当压力提高时，液体的沸点升高，而汽化潜热减小。当达到临界状态时，汽相及液相界限消失，汽化潜热等于零。液体的汽化潜热可按下式计算：)(ssThhr每千克液体汽化时的吸热量，即单位制冷量，不仅与液体的汽化潜热有关，还与开始汽化前的含汽量有关。压力较高的饱和液体经节流减压后即进入两相区，并含有一定的汽量。若用x表示开始汽化时的干度，则单位制冷量可表示为)1(0xrq)1(0xrq分析式(2—2)可知，制冷剂汽化潜热越大或节流后产生的蒸汽越少，则单位制冷量越大。制冷剂的汽化潜热随制冷剂的种类不同而不同，而节流后产生蒸汽量的多少，不仅与制冷剂种类有关，而且与节流膨胀前后的压力．范围有关，膨胀的范围越大则膨胀后产生的蒸汽量越多，也就是x的数值越大。液体汽化制冷的热力学原理理想制冷循环——逆向卡诺循环当高温热源和低温热源随着过程的进行温度不变时，具有两个可逆的等温过程和两个等熵过程组成的逆向循环。在相同温度范围内，它是消耗功最小的循环，即热力学效率最高的制冷循环，因为它没有任何不可逆损失。理想制冷循环——逆向卡诺循环)(11nmssTq)(22nmssTq单位质量制冷剂向高温热源放出的热量单位质量制冷剂从被冷却的对象所吸取的热量压缩单位...