冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能论文(大学现代物理导论)

轨道交通系现代物理导论课学期论文论文题目:冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能学生姓名：王永杰学生专业：铁道机车车辆学生班级：1132学生学号：111111111111指导教师：史晶山东职业学院.冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能1.1介绍冰箱的工作原理1.2介绍如何实现冰箱节能1.3介绍冰箱的讲究摆放1.4对物理学的感受由于选修课的需要，我上网以及查询了各项资料，这才真正的让我了解到了冰箱的工作原理，它主要有以下三个构成部分：箱体、制冷系统与控制系统。而其中最关键的是制冷系统。制冷系统主要由四大件组成：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，根据控制或是使用需要中间可以选择安装压力控制器、温度控制器、干燥过滤器等辅助器件，但四大件是必不可少的。比如制冷机，其实在高中的时候，物理老师也讲过，说实话那时候我也听不太懂，不过现在了解了，制冷机是按照制冷循环工作的机器。制冷机的作用是通过做功将低温热源的热量传递给高温热源，从而使低温热源保持在较低的温度。现在就来看看制冷系统是如何工作的：工作时气态制冷剂(氨或氟利昂等较易被液化的物质)通过压缩机被急剧压缩成高温高压的气体后，进入冷凝器（冷凝器相当于一个换热设备，将高温高压的气态制冷剂换热成低温高压的液态制冷剂。）通过其中的散热片向周围空气即高温热源放热而冷凝结成液态。液态制冷剂再通过膨胀阀，所谓膨胀阀就是一个节流装置，因流出膨胀阀的制冷剂受到遏制，因此出来后制冷剂压力降低，温度继续下降，（冰箱的膨胀阀一般用毛细管代替，因从大管突然到小管，同样可以起到节流的效果）成为气液两相，再进入蒸发器（与冷库相连接），此时的制冷剂从冷库即低温热源吸热，使冷库温度降低且自身蒸发成蒸气，成为高温低压的气态制冷剂回到压缩机继续循环。正是因为这样，所以夏天用冰箱来冷却房间，不但是不可能的，反而会使其内部温度升高。同时电冰箱在运行过程中，其制冷系统压缩机的吸气侧移为低压侧，其压力略高于大气压力。压缩机的排压侧移为高压侧，远高于吸气侧，因此两侧的压强差很大(压力差也是很大)，停机后两侧系统在一定时间内仍然保持这个压力差，如果立即起动，压缩机活塞压力加大，电机的压动力矩不能克服这样的压力差，使电机不能起动，处于堵转状态，这就使得旋转磁场相对于转子的转速加快，磁通量的变化率加大了，从而导致电机绕组的电流剧增，温度升高，如果时间长，很有可能烧毁电机。这就是冰箱为什么不能在关机后立即开机的原因所在，一般至少要等4-5分钟。详细介绍（制冷的过程是这样的：首先压缩机将蒸发器来的气体制冷剂进行压缩，由于室温低于制冷剂的临界温度，当达到所需的压力后液化，液化时放出大量的热，这些热量通过散热管、散热片散发到空气中，也就是冰箱后面的散热管、空调室外机的风扇吹着的散热片。液化后的制冷剂散热后，温度降低到接近室温，经过缓冲器后再通过毛细管进入蒸发器，蒸发器就是粗管，上面带有导热良好的金属片。制冷剂在这里蒸发，会吸收大量的热量，使得蒸发器周围温度迅速降低。对于冰箱，蒸发器就是冷冻室周围的金属和部分，对于空调就是室内机里面的金属管和外面的吸热片，和冰箱不同的是，空调蒸发器温度不是低吗，用风扇吹他，于是空调就吹出了冷风。冰箱同志则住在密封箱里，由于蒸发器不断地吸热，使得这里面温度很低，低到零下十几度。制冷剂在蒸发器蒸发后变成了气体，再到压缩机压缩，结果又放出热量变成了液体，成为一个循环。那位优点物理知识的姐姐该问我了：“不对吧？如果说制冷剂在工作中不是在密闭的、循环的系统中运作没有任何问题，但制冷剂和压缩机等在一个密闭的系统内进行循环，那压力应该是平衡的，也就是压力不变啊，既然不变，那液体怎么可能变成气体呢？便不成气体，制个屁冷啊？”姐姐，前面说了，在蒸发器前面有个毛细管，这个毛细管的作用就是减压，为什么呢，你想想毛细管后面的是蒸发器，蒸发器空间是很大的，毛细管很细，流着的是液体，到了蒸发器，空间突然增大，而且蒸发器后面就是压缩机，压缩机会及时地抽取气体，于是通过毛细管到达蒸发器内液体制冷剂由于压力低，不得不气化了，于是上演了气化吸热的一幕。）1.2介绍如何实现冰箱节能通过上述的讲解我们可以很清楚的了解到日常生活中的冰箱是这样工作的，分工明确，可以更好地利用冰箱，为我们的生活带来了极大的方便，接下来要讲的是如何实现冰箱节能，通过资料以及上网了解到了以上分析可知当工质在冷库吸收的热量相对于压缩机对气体做的功较多时，即制冷系数较大时，冰箱效率高，相对来说是节能的。最好冰箱同时两热源的温差不要太大。比如家用电冰箱的冷库温度为270K，冰箱外大气的温度为305K，则其制冷系数为而冷库温度为273K，冰箱外大气的温度为305K，则其制冷系数为根据以上分析知可以总结出一些冰箱节能省电的方法，为了更加深入的了解，发现目前市场上出现的A＋＋级节能冰箱比普通的冰箱要省电。家庭用的节能冰箱比普通冰箱大约可以省一半电。另外，使用冰箱的过程中，应注意以下问题：1.在能够保证物品不变质的温度范围内，设定冰箱内部温度高一些。2.摆放冰箱时，保证其左右方、后方、上方各有一定空隙，以方便冰箱散热，使冰箱周围温度相对内部温度不至于太高，即两热源温差较小。冷藏物品不要放得太密，留下空隙利于冷空气循环，这样食物降温的速度比较快，减少工质的循环次数，减少压缩机的运转次数，节约电能。3.不要与音响、电视、微波炉等电器放在一起，这些电器产生的热量会使冰箱周围温度升高，增加温差增加耗电量。4.在冰箱里放进新鲜果菜时，一定要把它们摊开。如果果菜堆在一起，会造成外冷内热，就会消耗更多的电量。5.对于那些块头较大的食物，可根据家庭每次食用的份量分开包装，一次只取出一次食用的量，而不必把一大块食物都从冰箱里取出来，用不完再放回去。反复冷冻既浪费电力，又容易对食物产生破坏。6.解冻的方法有水冲、自然解冻等几种。在食用前几小时，可以先把食物从冷藏室（4度左右）里拿到微冻室（1度左右）里，因为冷冻食品的冷气可以帮助保持温度，减少压缩机的运转，从而达到省电目的。1.3介绍冰箱的讲究摆放冰箱的摆放也有讲究，一般应该注意以下两个问题：1.在摆放冰箱时，一般应在两侧预留5?10厘米、上方10厘米、后侧10厘米的空间，可以帮助冰箱散热。2.不要与音响、电视、微波炉等电器放在一起，这些电器产生的热量会增加冰箱的耗电量。1.4对物理学的感受对于大学物理选修课，就我个人而言，我是比较喜欢现代物理导论这么课程，可以让我学到更多的从来学不到的知识，物理学里面充满了需要值得我们探讨的物理知识，有这么多的人为物理献身了，为我们的生活带来了希望，使我们的生活变得更加充实，比如以上冰箱的到来，它已经走入千家万户，在我们的生活起了很重要的影响，我想在今后的学习，我会更加努力学习关于物理的知识……参考文献：[1]．芶秉聪，胡海云．大学物理．北京：国防工业出版社…