天津大学化工热力学课件-2015

制冷循环教师：陈明鸣单位：天津大学化工学院制冷制得TlowoT保持－100℃普通制冷深冷制冷的应用气体液化制冷低温反应食品储存结晶分离润滑油净化气温调节热力学第二定律分析制冷过程lowToTQ代价(W)自发OK!!制冷的实质：利用外功将热持续的从低温物体传给高温环境介质主要内容制冷循环的常见类型逆向Carnot循环蒸气压缩制冷制冷的常见类型消耗外功型消耗内能型制冷蒸气压缩制冷空气压缩制冷蒸汽喷射制冷吸收制冷主要内容制冷循环的常见类型逆向Carnot循环蒸气压缩制冷Carnot循环1234高温低温QQ0dS0rQ0dS0rQ热机模型△U=Q+WTQdSr0VpCarnot循环TS1234QQQuestion:Howaboutanti-clockwisecycle?V1234QQp逆向Carnot循环1234TS逆向Q???Q???高温低温T1234SCarnot循环QQ逆向Carnot循环过程分析绝热压缩dS0Qr0放热T△U0dS=0Qr=0W0绝热膨胀dS0Qr0吸热1234TSQT△U0dS=0Qr=0W012233441Q逆向Carnot循环的热和功的计算T1234SQr2-3Qr4-1TQdSrQr=T△S等温Qr2-3=-T2(S2–S3)Qr4-1=T1(S1–S4)(2)对整个循环而言：1-2-3-4-1△U=0(1)(2)W=(S1–S4)(T2–T1)Qr2-3=-T2(S1–S4)(1)W=△U-Q=0-(Qr4-1+Qr2-3)=T1T2–T1=T低T高–T低制冷系数（能效比）计算定义：=从低温热源吸收的热消耗的外功=Qr4-1WT1234SQr2-3Qr4-1逆向Carnot循环特点Q高Q低=f(T高,T低)与制冷剂无关逆向Carnot=maxT1234SQr2-3Qr4-1主要内容制冷循环的常见类型逆向Carnot循环蒸气压缩制冷冷凝、冷却器蒸发器压缩机节流阀12543实际的蒸气压缩制冷循环TS54123(饱和l)(湿蒸汽)(饱和g)(饱和g)等焓线等压线过热蒸气单位制冷量设备制冷能力制冷剂循环量压缩机消耗的理论功率循环的制冷效率过程能量分析参数0q0QGTP11kgkJ11hrkJ1hrkgkwG=Q0/q0实际的蒸气压缩循环(1)------q0、Q0和G的计算q0=?△H+0.5△u2+g△Z=Q+Ws000q0H1-H5=H1-H4G=Q0/q0H1–H4ST541231245实际的蒸气压缩循环(2)------PT的计算PT单位时间的流量Gkg.hr-1每kg流体的WskJ.kg-1PT＝G·Ws△H+0.5△u2+g△Z=Q+Ws000过程1-2:Ws=H2-H1PT＝G·(H2-H1)T54123S1245实际的蒸气压缩循环(3)------的计算=q0/WsT54123S=从低温热源吸收的热消耗的外功=H1-H4H2-H1实际的蒸气压缩制冷循环冷凝、冷却器蒸发器压缩机节流阀ABDCTSDCA-150C370CB1.4MPa某蒸气压缩制冷装置，采用氨为制冷剂，其循环量G为102kg/hr。-15℃的气液混合NH3在蒸发器中蒸发，成为饱和气态NH3A，进入压缩机经绝热可逆压缩，终压达到1.4MPa，成为过热蒸汽B，再进入冷凝冷却器成为饱和液NH3C，经节流阀温度降低至-15℃D，重新进入蒸发器。试求：1)单位制冷量和装置的制冷能力；2)压缩机消耗的功率；3)该循环的制冷系数；4)相同的温度区间内，逆向Carnot循环的制冷系数。例：0qTP0Q小结制冷：制得＋保持逆向Carnot循环的制冷系数只与温度有关，且为该温度范围内的最大值蒸气压缩制冷的过程参数计算---------本节重点