制冷技术作业思考题

制冷技术作业思考题绪论1、制冷的定义，制冷技术主要应用于国民经济中哪些方面？答：制冷，又称冷冻，将物体温度降低到或维持在自然环境温度以下。制冷，是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度，并保持在规定低温状态的一门科学技术，它随着人们对低温条件的要求和社会生产力的提高而不断发展，制冷就是使某一空间或某物体达到低于其周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程。常用于空调制冷，食品冷藏，医疗冷却，化工吸热等。实现制冷的途径有两种，一是天然冷却，一是人工制冷。天然冷却利用天然冰或深井水冷却物体，但其制冷量（即从被冷却物体取走的热量）和可能达到的制冷温度往往不能满足生产需要。天然冷却是一传热过程。人工制冷是利用制冷设备加入能量，使热量从低温物体向高温物体转移的一种属于热力学过程的单元操作。空调工程是制冷技术应用的一个广泛领域，易腐食品从采购或捕捞、加工、贮藏、运输到销售的全部流通过程中，都必须保持稳定的低温环境，才能延长和提高食品的质量、经济寿命与价值。这就需有各种制冷设施，如冷加工设备、冷冻冷藏库、冷藏运输车或船、冷藏列车、分配性冷库、供食品零售商店、食堂、餐厅使用的小型装配式冷库、冷藏柜、各类冷饮设备、冷藏售货柜及家庭用的电冰箱等。在化学工业中，借助制冷使气体液化、混合气分离带走化学反应中的反应热；建筑工程利用制冷实现冻土法开采土方。制冷在医疗卫生方面发挥日益重要的作用。在高寒地区使用的发动机、汽车、坦克、大炮等常规武器的性能需要作环境模拟试验，航空、航天仪表、火箭、导弹、航天器中的控制仪也需要在模拟高空条件下进行试验，这些都需要人工制冷技术。2、人工制冷为什么要耗能？热力学第二定律，热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体;热力学第一定律，能量守恒定律;所以要获得低温就必须强迫热由低温传到高温物体，就必须要付出代价，代价就是做功。3、随着制冷技术的广泛应用，我们要注意的两个问题是什么？制冷过程中能源的损耗和环境污染问题4、空气调节用制冷技术的制冷温度范围属...？常用制冷方法是什么？普通制冷：高于-120度（空气调节用制冷）；深度制冷：-120度至20K；低温和超低温制冷：20K以下。空气调节用制冷为普通制冷。主要采用液体气化制冷法，其中以蒸汽压缩式制冷，吸收式制冷应用最广。5、我国空调能耗情况？空调能耗占整个建筑能耗的百分比例？第一章：蒸气压缩式制冷的热力学原理1、简述蒸气压缩式制冷循环的主要设备组成和工作过程。压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大主件组成。压缩过程：为维持一定的蒸发温度，制冷剂蒸气必须不断地从蒸发器引出，从蒸发器出来的制冷剂蒸气被压缩机吸入并被压缩成高压气体，且由于压缩过程中，压缩机要消耗一定的机械能，机械能又在此过程中转换为热能，所以制冷剂蒸气的温度有所升高，制冷剂蒸气呈过热状态。冷凝过程：从制冷压缩机排出的高压制冷剂蒸气，在冷凝器放出热量，把热量传给它周围的介质--水或空气，从而使制冷剂蒸气逐渐冷凝成液体。（可不看）在冷凝器中，制冷剂蒸气向介质散发热量有两个基本条件:一是制冷剂蒸气冷凝时的温度一定要高于周围介质的温度，压根保持适当的温差;二是根据压缩机送入冷凝器的制冷剂蒸气的多少，冷凝器要有适当的管长和面积，以保证制冷蒸气能在冷凝器中充分冷凝。节流过程：从冷凝器出来的制冷液体经过降压设备(如节水阀、膨胀阀等)减压到蒸发压力。节流后的制冷剂温度也下降到蒸发温度，并产生部分闪发蒸气。节流后的气流混合物进入蒸发器进行蒸发过程。1.1简述一次节流、中间完全冷却的双级压缩制冷循环的工作流程P15来自冷凝器的高压液态制冷剂5一部分先经过膨胀阀（1）降压至状态6进入中间冷却器，另一部分直接进入中间冷却器，在中间冷却器中使来自冷凝器的高压液获得较大再冷度，（节能又利于制冷系统稳定运行)饱和液7再经膨胀阀（2）节流至状态8进入蒸发器，来自蒸发器的低压饱和蒸汽1经低压级压缩机一级压缩至状态2，经中间冷却器将排气温度冷却至饱和状态，达到完全中间冷却的饱和气体3经高压级压缩机二级压缩至状态4，进入冷凝器被冷凝。1.2简述一次节流、中间不完全冷却的双级压缩制冷循环的工作流程P151.3简述回热压缩制冷循环的工作流程P13简单的来说就是将通过蒸发器的部分水通过热交换器和给水进行热交换。影响：其结果是提高了制冷效率2、为什么回热循环中，制冷剂的过热度总大于过冷度？防止制冷剂在管道内冷凝回流，产生液击现象；避免产生回气带液及湿冲程液击损坏压缩机。3、工人师傅在安装家用分体式空调时，将压缩机的吸气管和冷凝器的出液管紧箍在一起，并在外面包一层保温材料，这种做法对吗？请简单分析。错，防止制冷剂在管道内冷凝回流，产生液击现象；避免产生回气带液及湿冲程液击损坏压缩机。4、制冷剂压——焓图上的一点、两线、三区分别是什么？在制冷剂的压——焓图上，在同一压力下，制冷剂可能出现的五种状态是什么？P7K为制冷剂临界点，干度x=0是饱和液线，干度x=1曲线是饱和蒸汽线，三区：饱和液线左侧为液区，饱和蒸汽线右侧为过热蒸汽区，两线之间为湿蒸汽区。5、解释下列名词：过热度；工质目前实际温度比实际压力所对应的饱和温度高出几度。制冷循环中相同蒸发压力下制冷剂的过热温度与饱和温度之差。用于热力膨胀阀是指低压侧和感温包内蒸气之间的温度差。对蒸发器来说，最佳过热度设定值是，当系统运行时热力膨胀阀中感温包的温度变化最小。从水和水蒸汽的性质来说，过热度指的是蒸汽温度高于对应压力下的饱和温度的程度。再冷度；工质目前实际温度比实际压力所对应的饱和温度低出几度。单位容积制冷量；单位体积制冷剂流经制冷系统时产生的冷量；在同一时间内，制冷机的制冷量与压缩机的容积输气量之比。单位质量制冷量；每kg制冷剂节流后在蒸发器中气化时所吸收的热量。单位为kJ/kg。单级制冷循环；单级制冷循环是指制冷剂在制冷系统内相继经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，便完成了单级制冷机的循环，即达到了制冷的目的。复叠式制冷循环（串级制冷循环）；复叠式制冷装置是使用两种或两种以上的制冷剂,由两个或两个以上的单级压缩制冷循环组成的低温制冷机循环制冷。一般用来制取-60～-120℃.制冷剂的选择和使用一般情况下:两级复叠R22用于高温级,R23用于低温级;三级复叠的低温装置则采用R22,R23,R14的组合方式;在采取严格的安全措施的情况下,可用C3H8或C3H6作为高温级,C2H4或C2H6等作为低温级制冷剂,在石油,化工等工业低温装置中使用.提高复叠制冷循环性能指标的措施选取合理的换热温差;设置低压级排气冷却器;采用气-气热交换器;设置气-液热交换器(回热器);低温级设置膨胀容器;复叠式制冷系统的启动特性.亚临界制冷循环；与普通压缩式制冷循环完全一样，压缩机吸排气压力小于临界压力，蒸发温度、冷凝温度都低于临界温度，循环的吸放热都在亚临界条件下进行，换热过程依靠潜热来完成。复叠式制冷循环选用制冷剂的要求是什么?复叠式制冷循环制冷剂的选用，要根据使用的温度确定是二级复叠式还是三级复叠式。然后选择低温级制冷剂，中文级制冷剂，高温级制冷剂，传热温差一般不超过5℃!高温级使用的制冷剂有R22、R290、等，低温级的制冷剂有R23、R14等。根据实际需要选定!跨临界制冷循环（超临界制冷循环）制冷剂向外界放热时的放热温度高于它的临界温度的循环或者在吸热制冷时的温度低于它的临界温度的循环。中间完全冷却：将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。中间不完全冷却：未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。一级节流：供液的制冷剂液体直接由冷凝压力节流至蒸发压力。二级节流：6、计算题P61第二章：制冷剂与载冷剂1、对制冷剂有哪些要求？热力学性质：制冷效率高；压力适中；单位容积制冷能力大；临界温度高。物理：导热系数、放热系数高；密度、黏度小；相容性好。环境友好制冷剂。制冷剂无毒，不燃烧，不爆炸，易购价廉。2、制冷剂R22、R717、R407c和R502表示什么制冷剂？他们的主要性质及用途是什么？结合时代特点，谈谈你对制冷剂有哪些新认识？3、载冷剂的作用是什么？对载冷剂有哪些要求？向被间接冷却的物体输送制冷系统产生的冷量。要求：使用温度范围内不凝固、气化；无毒、稳定性好、不腐蚀；比热大；密度黏度小；导热系数大；来源充裕，价格低廉。4、常用载冷剂有哪些种类？各用于什么场合？种类：气体、液体、固体；有水：用于制冷温度在零摄氏度以上场合，空气调节设备；低于零摄氏度用盐水溶液，盐水制冰及间接冷却的冷藏装置；乙二醇适用于工业制冷和冰蓄冷空调系统中。5、载冷剂NaCl水溶液的共晶温度、共晶浓度各为多少?选择NaCl水溶液的原则是什么？温度：-21.2摄氏度；浓度：百分之二十三点一；原则：合理选择浓度，注意防腐蚀，定期测定比重，凝固温度不要选择过低，一般比蒸发温度低4-5摄氏度。6、载冷剂NaCl盐水溶液的温度——浓度图可以概括为“一点、两线和四区”。其中一点指的是什么？；两线指什么？；四区又指的是什么？一点：合晶点；两线：析盐线、析水线；四区：溶液区、水盐溶液区、盐盐溶液区、固态区第三章：制冷压缩机1、制冷压缩机根据工作原理不同，可以分为哪两大类？活塞式制冷压缩机根据压缩机和电机的组合形式又可以分为哪两类？分为容积式和离心式制冷压缩机。压缩机与驱动电机封闭在一个壳体中的称全封闭式制冷压缩机；压缩机的曲轴箱与电机封闭在一个机壳中的叫半封闭式制冷压缩机；驱动电机与压缩机以皮带或联轴器传动的叫开启式制冷压缩机。2、8AS12.5、3FY5Q、6FW7B各表示的是一台什么型号的压缩机？开启式活塞制冷压缩机8AS12.5；3FY5Q型全封闭制冷压缩机；6FW7B气缸直径为70mm的半封闭式压缩机。一台典型的活塞式制冷压缩机由哪五个部分组成？并简述各部分的作用？（1）传动机构：传动机构是将电动机传来的动力传给活塞，并将电动机的旋转运动变为往复运动，它是一个典型的曲柄、连杆、滑块机构，主要零部件联轴器(皮带轮)、曲轴、连杆、十字头等。工作部件：工作部件是形成工作腔以吸、排气体，给气体传递能量的部件，包括汽缸组件、吸排气阀组件、活塞组件及填料组件。（2）机体：机体是一个支持部件，由它来支撑曲轴、十字头和汽缸，使压缩机成为一个整体。机身下方兼作油箱。（3）润滑系统：机器中相对运动的零部件及其传动机构都需要润滑，如曲轴的主轴颈与轴承、曲柄销与连杆大头瓦、十字头销与连杆小头瓦、十字头滑板与十字头滑道之间等部位。润滑用油一般用轴头齿轮泵或单独的齿轮泵由机体油箱通过一定的油路送往各润滑部位。无油润滑压缩机的汽缸和填料不注油。有油润滑的压缩机汽缸和填料用专门的注油泵注入压缩机油进行润滑。（4）冷却系统：活塞式压缩机的冷却系统由冷却气体的中间冷却器和后冷却器、汽缸和填料的冷却水套、油冷却器及其它附件组成。气体压缩是一个热力过程，气体压力升高的同时温度也要升高。气体的温度受润滑油闪点及被压缩介质性质限制。多级压缩中每级排出的气体经中间冷却器冷却后再由下一级吸入，有些气体最后排出也要求冷却，该冷却据称为后冷却器。汽缸和填料的冷却水套带走摩擦产生的热量，降低了温度，改善了润滑条件，同时还可降低压缩过程指数，从而降低压缩功耗和排气温度。传动机构的润滑油是循环使用的，由于工作过程中油的温度要升高，需用油冷却器进行冷却。因注入汽缸的油量较少，大都随气体带走并对气阀进行润滑。（5）安全和调节系统：压缩机中气体压力的变化是生产过程中气量供求关系的反应。所以压缩机中有各种调节机构。当压力超过允许值时安全阀跳开排放，安全阀装在各级压力最灵敏的位置。5、活塞式制冷压缩机的理想工作过程包括哪三个？压缩机完成了一个由吸气、压缩和排气三个过程组成的工作循环。压缩过程:活塞从下止点向上运动，吸、排汽阀处于关闭状态，气体在密闭的气缸中被压缩，由于气缸容积逐渐缩小，则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。排气过程:活塞继续向上移动，致使气缸内的气体压力大于排气压力，则排气阀开启，气缸内的气体在活塞的推动下等压排出气缸进入排气管道，直至活塞运动到上止点。此时由