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制冷系统压焓图及主要参数讲解.ppt

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  • 上传时间:2019-11-17
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    • 3.1.2 压焓图 n1、临界点K和饱和曲线 n 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 n 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 n Ka左侧——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; n 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; n Ka和Kb之间——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 n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 3 、六组等参数线 n 制冷剂的压-焓(LgP-E)图中共有八种线 条: n 等压线P(LgP) 等焓线(Enthalpy) 饱和液 体线(Saturated Liquid) 等熵线(Entropy) n 等容线(Volume) 干饱和蒸汽线 (Saturated Vapor) 等干度线(Quality) 等温线 (Temperature) n (1)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。

      n(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 n (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 n (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 n n(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 n (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 n 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 3.1.3 单级蒸气压缩式制冷理论循环 单级蒸气压缩式制冷循环,是指制冷 剂在一次循环中只经过一次压缩,最 低蒸发温度可达-40~-30℃。

      单级蒸 气压缩式制冷广泛用于制冷、冷藏、 工业生产过程的冷却,以及空气调节 等各种低温要求不太高的制冷工程 理论循环的假设条件和压焓图 n实际的制冷循环极为复杂,难以获得完全真实的全 部状态参数因此,在分析和计算单级蒸气压缩式 制冷循环时,通常采用理论制冷循环 n1.理论循环的假设条件 理论循环是建立在以下假设 基础上: n1)压缩过程为等熵过程,即在压缩过程中不存在任 何不可逆损失 n2)在冷凝器和蒸发器中,制冷剂的冷凝温度等于冷 却介质的温度,蒸发温度等于被冷却介质的温度, 且冷凝温度和蒸发温度都是定值 n3)离开蒸发器和进入制冷压缩机的制冷剂蒸气为蒸 发压力下的饱和蒸气;离开冷凝器和进入节流元件 的液体为冷凝压力下的饱和液体 n4)除节流元件产生节流降压外,制冷剂在设 备、管道内的流动没有阻力损失(压力降), 与外界环境没有热交换 n5)节流过程为绝热过程,即与外界不发生热 交换 n2.制冷剂的压焓图 为了对蒸气压缩式制冷循 环有一个全面的认识,不仅要知道循环中每 一个过程,而且要了解各个过程之间的关系 以及某一过程发生变化时对其它过程的影响 在制冷循环的分析和计算中,通常借助于 压焓图,可使整个循环问题简化,并可以看 到循环中各状态的变化以及这些变化对循环 的影响。

      理论循环的性能指标及其计算 1.单位质量制冷量 制冷压缩机每输送1kg制冷 剂经循环从被冷却介质中制取的冷量称为单 位质量制冷量,用q0表示 n q0=h1-h4=r0(1-x4) (1 -1) n式中 q0单位质量制冷量(kJ/kg); nh1与吸气状态对应的比焓值(kJ/kg) ; nh4节流后湿蒸气的比焓值(kJ/kg); nr0蒸发温度下制冷剂的汽化潜热(kJ/kg ); nx4节流后气液两相制冷剂的干度 n2.单位容积制冷量 制冷压缩机每吸入1m3制冷剂蒸 气(按吸气状态计)经循环从被冷却介质中制取的 冷量,称为单位容积制冷量,用qv表示 n n式中 qv单位容积制冷量(kJ/m3); nv1制冷剂在吸气状态时的比体积(m3/kg) n由式可知,吸气比体积v1将直接影响单位容积制冷 量qv的大小而且吸气比体积v1的大小随蒸发温度 的下降而增大,所以理论循环的qv不仅随制冷剂的 种类而改变,而且还随循环的蒸发温度的变化而变 化 n3.理论比功 制冷压缩机按等熵压缩时每压缩 输送1kg制冷剂蒸气所消耗的功,称为理论 比功,用w0表示。

      nw0=h2-h1 (1-3) n式中 w0理论比功(kJ/kg); nh2压缩机排气状态制冷剂的比焓值( kJ/kg); nh1压缩机吸气状态制冷剂的比焓值( kJ/kg) n4.单位冷凝热负荷 制冷压缩机每输送1kg制 冷剂在冷凝器中放出的热量,称为单位冷凝 热负荷,用qk表示 nqk=(h2-h2)+(h2-h3)=h2-h3 (1-4) n式中 qk单位冷凝热负荷(kJ/kg); nh2与冷凝压力对应的干饱和蒸气状态所 具有的比焓值(kJ/kg); nh3与冷凝压力对应的饱和液状态所具有 的比焓值(kJ/kg); n5.制冷系数 单位质量制冷量与理论比功之比 ,即理论循环的收益和代价之比,称为理论 循环制冷系数,用0表示,即 n n单级理论循环制冷系数0是分析理论制冷循 环的一个重要指标制冷系数不但与循环的 高温热源、低温热源有关,还与制冷剂的种 类有关在制冷机工作温度给定的情况下, 制冷系数越大,则经济性越高。

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