轨道客车空调与制冷装置.doc

列车空调与制冷装置第一章概论一、列车空调列车空调的基本功能、动力制式、顶置式列车空调、下挂式列车空调二、机械冷藏车冷藏车的功能、动力供应、未来与发展三、最简单的空调模型第二章制冷原理一、流体力学基础知识1、粘度、层流、紊流、雷诺数、边界层量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分布等雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数流体流动时的惯性力Fg和粘性力（内摩擦力）Fm之比称为雷诺数用符号Re表示Re是一个无因次量式中的动力粘度n用运动粘度u来代替，因n=pu，则式中：u――流体的平均速度;I流束的定型尺寸；p、n在工作状态；流体的运动粘度和动力粘度p――被测流体密度;由上式可知，雷诺数Re的大小取决于三个参数，即流体的速度、流束的定型尺寸以及工作状态下的粘度用圆管传输流体，计算雷诺数时，定型尺寸一般取管道直径（D），则用方形管传输流体，管道定型尺寸取当量直径（Dd）当量直径等于水力半径的四倍对于任意截面形状的管道，其水力半径等于管道戳面积与周长之比.所以长和宽分别为A和B小.AB2AB2（百十一力+乃中对于任意截面的矩形管道，其当量直径形状管道的当量直径，都可按截面积的四倍和截面周长之比计算，因此，雷诺数的计算公式为雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规则地流动，呈层流流动状态。

雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态，一般管道雷诺数Rev2000为层流状态，Re>4000为紊流状态，Re=2000〜4000为过渡状态在不同的流动状态下，流体的运动规律.流速的分布等都是不同的，因而管道内流体的平均流速u与最大流速umax的比值也是不同的因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性下图表示光滑管道的雷诺数ReD与速度比V/Vmax的关系初的Ken光滑管的管道雷诺数Rep与速度比V/Vmax的关系试验表明，外部条件几何相似时（几何相似的管子，流体流过几何相似的物体等），若它们的雷诺数相等，则流体流动状态也是几何相似的（流体动力学相似）这一相似规律正是流量测量节流装置标准化的基础可见，雷诺数确切地反映了流体的流动特性是流量测量中常用的参数.2、流动阻力3、泵与风机的性能参数和曲线流量：QmlD2m.丿Sm丿22压力：p=(、D2/XnPm

2、气体状态方程，气体的临界参数、3、饱和状态：过冷液体，过热蒸汽，饱和液体，饱和蒸汽4、焓：焓的定义是：H=U+pV其中H表示焓，U表示内能亠AQ5、熵：=S=T四、制冷剂的压焓图；在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h1、临界点K和饱和曲线临界点K为两根粗实线的交点在该点，制冷剂的液态和气态差别消失K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气2、三个状态区Ka左侧一一过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；Kb右侧过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；Ka和Kb之间一一湿蒸气区，即气液共存区该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行1) 3、六组等参数线等压线：图上与横坐标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。

3）等温线：图上用点划线表示的为等温线等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线与等熵线比较，等比容线要平坦些制冷机中常用等比容线查取制冷压缩机吸气点的比容值6）等干度线：从临界点K出发，把湿蒸气区各相同的干度点连接而成的线为等干度线它只存在与湿蒸气区上述六个状态参数（p、t、v、x、h、s）中，只要知道其中任意两个状态参数值，就可确定制冷剂的热力状态在lgp-h图上确定其状态点，可查取该点的其余四个状态参数五、湿空气及其参数1、压力、温度、含湿量、相对湿度、比焓、2、湿焓图3、干湿球温度计和露点：露点温度tl是指在给定含湿量d值之下（或给定水汽分压力之下），使空气冷却到饱和状态（相对湿度100%）时的温度称为露点温度从图2中可以看出，露点温度仅取决于水汽分压力，水汽分压力越低，露点温度也越低。

大气压力等于水汽分压力与干空气分压力之和，因此露点温度在大气物理学和空调工程中具有重要意义空调系统的除湿功能就是将湿空气冷却至露点温度以下，使水汽凝结而与空气分离的六、制冷循环的热力学过程1、基本蒸汽压缩式制冷循环做功压缩、冷凝放热、节流膨胀、蒸发吸热2、制冷循环压焓图与分析计算3、基本计算：制冷量Q=冷凝器放热量=压缩功N=能效比；=Q/N4、标准工况：制冷压缩机由于使用的工质和使用条件的不同，有不同的制冷量为了比较压缩机的制冷能力，制定了几种工况其中标准工况和空调工况是常用来比较压缩机制冷能力的两种工况国产压缩机的标准工况：工质为R12、R22，蒸发温度—15C，吸气温度15C，冷凝温度30C,过冷温度25C国产压缩机的空调工况：工质为R12、R22，蒸发温度5C,吸气温度15C，冷凝温度35C,过冷温度30C七、思考与练习1、影响热传导的因素有哪些？2、流体的流速对对流传热有什么影响？3、焓和熵各有什么物理意义？4、两份相同重量的制冷剂，如果其温度相同，而焓值不同，请分析有可能是什么情况？5、某干湿球温度计的读数为：干球温度35C，湿球温度29C,在测点的空气湿度是多少？请问该温度计所6、某理想的蒸汽压缩式制冷循环，高压为2MP，低压为0.4MP,气过热度均为0。

请在压焓图上画出其循环过程计算其能效比液体过冷度和回7、计算标准工况的最高能效比第三章车辆制冷和空调用压缩机一、压缩机概述1、基本分类：按工作方式分，按密封方式分，按用途分2、基本参数：排气量、制冷量、电机功率、电机转速、适用工质、适用工况二、活塞式压缩机1、工作过程：2、主要的零部件：活塞、连杆、曲轴、阀片、油泵3、优点：密封性好，无内压缩，非固定压缩比、耐磨损、可以正反转4、缺点：结构复杂、故障多、对液体敏感5、应用范围极广三、旋转式压缩机：1、结构：滚动转子式、滑片式、滚子、滑片：2、工作过程：3、优点：结构简单，成本低，故障少，无余隙容积4、缺点：密封差、容易磨损导致效率降低5、应用于中小型空调四、涡旋式压缩机：1、结构：涡盘对2、工作过程：3、优点：结构简单，输出平稳，故障少，噪声小4、缺点：制造工艺难度大、有内压缩，固定压缩比5、应用于中小型空调五、螺杆压缩机1、结构：转子对、齿型线、啮合线、2、工作过程：3、优点：可靠性高、无余隙容积、可条件排气量和压缩比、寿命长、耐湿压缩、4、缺点：工艺要求高、需要喷油喷液冷却和密封、压缩机出口需要油分离器5、应用于大中型空调六、练习与思考1、压缩机在制冷空调设备中起什么作用？2、为什么车辆空调系统中多选用涡旋式压缩机？3、全封闭压缩机和半封闭式压缩机各有什么优点和缺点？第四章其他设备和器件一、冷凝器1、管翅式换热器的基本结构2、特别工艺：冲片、穿片、涨管、成型、焊接、检漏、表面处理。

3、提高换热能力的措施：内螺纹管4、阻力控制5、风机选择二、蒸发器1、基本结构2、分液与分液器3、风机选择三、膨胀阀1、工作原理2、结构、内平衡式、外平衡式、电子膨胀阀四、毛细管1、结构2、特点五、其他器件：1、干燥过滤器2、截止阀3、电磁阀、4、压力开关、5、温度传感器、6、针阀、7、储液器8、视液镜9、油浸压力表六、制冷管路1、材料2、管径和壁厚选择3、连接方式4、焊接工艺七、练习与思考1、冷凝器和蒸发器在结构上有和区别？2、膨胀阀节流和毛细管节流各有什么特点？3、储液罐在车辆空调制冷系统中起什么作用？是否是必须的器件？4、第五章制冷剂与冷冻油一、制冷剂的种类1、无机化合物、2、有机化合物（烃和卤代烃）二、制冷剂的特性临界温度和冰点、汽化潜热、热稳定性、安全性、毒性、腐蚀性、环保性三、常用制冷空调工质1、R12:冷冻冷藏设备用制冷剂严重破坏大气臭氧层，2010年全面禁止生产2、R22:空调用制冷剂破坏臭氧层，2040年中国禁用3、R134a:R12替代品，温室效应4、R407C:替代R22，组分复杂5、R410A:替代R22，冷凝压力高四、冷冻油1、冷冻油的特性:凝固点低、耐高温、无腐蚀、与制冷剂互溶、绝缘性能好、化学稳定性好、黏度随温度变化小。

矿物油:用于匹配R12、R22等传统制冷剂合成油：用于R134a等新型环保制冷剂2、油供应和循环:油分离器、过滤器、汽液分离器、油加热器、存油弯、五、练习与思考1、车辆空调常用制冷剂是什么？该制冷剂有什么特点？2、R134a空调系统应该匹配什么冷冻油？第六章列车空调系统一、典型列车制冷系统介绍1、列车空调系统的特点:可靠性要求高、维修不便、工作环境恶劣、安装空间狭窄2、部件选择与配置双系统、纯制冷、电加热、全封闭压缩机、电二、结构设计与布置1、不锈钢结构件、平面布置、双路单独供2、布置的原则:车顶的安装条件、冷凝器和蒸发器的通风、防雨水与灰尘、方便吊装三、系统运行的条件:1、冷凝压力、2、蒸发压力、3、压缩机温度、4、排气温度、5、电流6、蒸发器表面状态7、视液镜状态四、制冷空调系统的基本控制1、定频系统的控制原理2、变频系统的控制原理3、常用控制元器件4、五、练习与思考1、车辆空调系统为什么多采用互不联通的双系统？2、蒸发器风机为什么采用离心风机？冷凝器风机为什么采用轴流风机？3、顶置式车辆空调机组有什么优点和缺点？第七章机械保温车一、中铁特货运输公司冷藏车状况与问题中铁特货运输有限责任公司统管全国所有的铁路冷藏运输车，下设北京、上海、广州、郑州、柳州5个保温段，专属维护和保养。

配属使用的铁路机械冷藏车（以下简称冷藏车）为B10型、B19型、B20型、B21型、B22型，B23型，共计213。