咨询电话
+86-0000-96888
联系我们
+86-0000-96888
邮箱:
admin@you-takenouchi.com
电话:
+86-0000-96888
传真:
+86-0000-96888
手机:
+86-0000-96888
地址:
北京市朝阳区沿江中路298号江湾商业中心26楼2602-2605
蒸汽制冷
蒸捕鱼游戏平台汽压缩式制冷装置的工作原理

  第十一章 船舶制冷装备 marine refrigerating plant 第二节 蒸汽压缩式制冷装备的任务道理 一、单级蒸汽压缩制冷轮回 单级蒸气压缩式制冷编制构成: 由压缩机,冷凝器,膨胀阀和蒸发器构成。用管 道将它们相接成一个密封编制。 武汉理工大学 轮机工程系 单级蒸汽压缩制冷编制, 是由制冷压缩机、冷凝 器、蒸发器和减省阀四 个基础部件构成。 它们之间用管道顺序连 接,酿成一个密闭的系 统,制冷剂正在编制中不 断地轮回活动,产生状 态变动,与外界实行热 量互换。其任务流程如 下图所示。 武汉理工大学 轮机工程系 Q3 常温高压液体 高温高压蒸汽 Q2 低温低压90%液体和 10%蒸汽 低温低压蒸汽 Q1 单级蒸汽压缩制冷轮回 武汉理工大学 轮机工程系 ? 制冷剂液体正在蒸发器内以低温与被冷却对象产生热互换, 汲取被冷却对象的热量并气化; ? 爆发的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出; 压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器,被常温的冷却水 或氛围冷却,凝聚成高压液体; ? 高压液体流经膨胀阀时减省,造成低压低温的气液两相 搀杂物,进入蒸发器,个中的液态制冷剂正在蒸发器中蒸发 制冷,爆发的低压蒸汽再次被压缩机吸入。 ? 这样循环不息,一直轮回。 武汉理工大学 轮机工程系 压焓图: 压焓图的构造如下图2所示。以绝对压力为纵坐标(为了缩小图的尺寸 ,普及低压区域的精度, 平常纵坐标取对数坐标),以焓值为横坐标。 临界点K左边的粗实线为饱和液体线,线上的任 何一点代外一个饱和液体状况,干度 x=0。 临界点K右边的粗实线为饱和蒸气线,线上任何 一点代外一个饱和蒸气状况,干度 x=1。 这两条粗实线将图分 为三个区域: 1. 饱和液体线的左边为过冷液体区,过冷液体 的温度低于相通压力下饱和液体的温度; 2. 饱和蒸气线的 右边是过热蒸气区,该区域内 的蒸气称为过热蒸气,它的温度高于统一压 力下饱和蒸气的温度; 3. 两条线之间的区域为两相区,制冷剂正在该区 域内处于气、液搀杂状况(湿蒸气区)。 武汉理工大学 轮机工程系 制冷剂压焓图 武汉理工大学 轮机工程系 ④ ③ ② ⑤ ① 武汉理工大学 轮机工程系 2.单级蒸气压缩制冷的实质轮回及热力谋略 单级蒸汽压缩制冷的外面轮回 任务流程: 单级蒸气压缩式制冷编制如下图1所示。它由压缩 机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器构成。其任务流程如下: 制冷剂正在蒸发压力下欢喜, 蒸发温度低于被冷却物体或 流体的温度。压缩机一直地抽吸蒸发器中爆发的蒸气, 并将它压缩到冷凝压力, 然后送往冷凝器,正在冷凝压力 劣等压冷却和冷凝成液体,制冷剂冷却和冷凝时放出的 热量传给冷却介质(平常是水或氛围) 与冷凝压力相对 应的冷凝温度必定要高于冷却介质的温度,冷凝后的液 体通过膨胀阀或其它减省元件进入蒸发器。 当制冷剂通 过膨胀阀时,压力从冷凝压力降到蒸发压力,局部液体 气化,盈余液体的温度降至蒸发温度,于是脱节膨胀阀 的制冷剂造成温度为蒸发温度的两相搀杂物。 搀杂物中 的液体正在蒸发器中蒸发,从被冷却物体中吸收它所需求 的气化潜热。搀杂物中的蒸气平常称为闪发蒸气,正在它 被压缩机从头吸入之前简直不复兴吸热功用 。 武汉理工大学 轮机工程系 制冷道理演示 正在整体轮回流程中: ?压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并制 成蒸发器中低压力、冷凝器中高压力的 功用,是整体编制的心脏; ?减省阀对制冷剂起减省降压功用并医治 进入蒸发器的制冷剂流量; ?蒸发器是输出冷量的装备,制冷剂正在蒸 发器中汲取被冷却物体的热量,从而达 到制取冷量的宗旨; ?冷凝器是输出热量的装备,从蒸发器中 吸收的热量连同压缩机破费的功所转化 的热量的冷凝器中被冷却介质带走。 依照热力学第二定律, 压缩机所破费的 功(电能)起了储积功用,使制冷剂不 断从低温物体中吸热,并向高温物体放 热,从而完好体制冷轮回。 武汉理工大学 轮机工程系 各部件的功用 压缩机: 压缩和输送制冷蒸汽,并酿成蒸发 器中低压、冷凝器中高压,是整体编制的心脏 。普及制冷剂蒸汽的露点。 冷凝器: 是输出热量的装备,将制冷剂正在蒸 发器中汲取的热量和压缩机破费功所转化的热 量排放给冷却介质。 减省阀: 对制冷剂起减省降压功用,并医治 进入蒸发器的制冷剂流量。低重制冷剂液体的 沸点。 蒸发器: 是输出冷量的装备,制冷剂正在蒸发 器中汲取被冷却对象的热量,从而抵达制冷的 宗旨。 武汉理工大学 轮机工程系 制冷道理演示 低温饱和气体 低温过热气体 -30℃ 蒸发器 -30℃ +40℃ 大气+30℃ 膨胀阀 电磁阀 视镜 -16℃ 过热(过冷)器 过滤器 冷凝器 武汉理工大学 轮机工程系 机构 减省机构是压缩式制冷轮回弗成欠缺的四个厉重 流程之一。减省机构的功用有两点:一是对从冷凝器 中出来的高压液体例冷剂实行减省降压为蒸发压力; 二是依照编制负荷变动,调剂进入蒸发器的制冷剂液 体的数目。 常用的减省机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、 热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。它们的基 本道理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截 面,爆发适宜的片面阻力失掉(或沿程失掉),使制冷 剂压力骤降,与此同时一局部液态制冷剂汽化,汲取 潜热,使减省后的制冷剂成为低压低温状况。 武汉理工大学 轮机工程系 压焓图: 压焓图的构造如下图2所示。以绝对压力为纵坐标(为了缩小图的尺寸 ,普及低压区域的精度, 平常纵坐标取对数坐标),以焓值为横坐标。 临界点K左边的粗实线为饱和液体线,线上的任 何一点代外一个饱和液体状况,干度 x=0。 临界点K右边的粗实线为饱和蒸气线,线上任何 一点代外一个饱和蒸气状况,干度 x=1。 这两条粗实线将图分 为三个区域: 1. 饱和液体线的左边为过冷液体区,过冷液体 的温度低于相通压力下饱和液体的温度; 2. 饱和蒸气线的 右边是过热蒸气区,该区域内 的蒸气称为过热蒸气,它的温度高于统一压 力下饱和蒸气的温度; 3. 两条线之间的区域为两相区,制冷剂正在该区 域内处于气、液搀杂状况(湿蒸气区)。 武汉理工大学 轮机工程系 压焓图: 图中共有 六种等参数线)等压线)等焓线)等温线----液体区简直为笔直 线。两相区内,因制冷剂状况的变动 是正在等压、等温下实行,故等 温线与 等压线重合,是水准线。过热蒸气区 为向右下方弯曲的倾斜线)等熵线----向右上方倾斜的实 线)等容线----向右上方倾斜的虚 线)等干度线----只存正在于湿蒸气 区域内,其倾向大致与饱和液体线或 饱和蒸气线左近,视干度巨细而定。 武汉理工大学 轮机工程系 压焓图中各状况点及各个流程报告如下: 点1示意制冷剂进入压缩机的状况。 点2示意制冷剂出压缩机时的状况, 也即是进冷凝器时的状况。 流程线示意制冷剂蒸气正在压缩机中的等熵压缩流程 ,压力由蒸发压力 升 高到冷凝压力 。以是该点可通过1点的等熵线和压力为冷凝压力的等压线的交 点来确定。因为压缩流程中外界对制冷剂作功,制冷剂温度升高,以是点2外 示过热蒸气状况。 武汉理工大学 轮机工程系 点3示意制冷剂出冷凝器时的状况。 流程线示意制冷剂正在冷凝器内的 冷却(2-2)和冷凝(2-3)的流程。 因为这个流程是正在冷凝压力 褂讪的情 况下实行的,进入冷凝器的过热蒸气 最初 将局部热量放给外界冷却介质, 正在等压下冷却成饱和蒸气(点2),然 后再正在等压、等温下陆续放出热量, 直至终末冷凝成饱和液体(点3)。因 此,冷凝压力的等压线的饱和 液体线示意制冷剂出减省阀时的状况,也即是进入蒸发器时的状况。 流程线示意制冷剂正在通过减省阀时的减省流程。正在这一流程中,制冷剂的压 力由冷凝压力降到 蒸发压力 ,温度由冷凝温度降到蒸发温度 ,并进入两相区 。因为减省前后制冷剂的焓值褂讪,以是由点3作等焓线与蒸发压力的等压线的状况。因为减省流程是一个弗成逆流程,因此用一虚线流程。捕鱼游戏平台 武汉理工大学 轮机工程系 各部件的功用 制冷轮回流程正在压焓图上的示意 单级蒸气压缩制冷外面轮回任务流程可了然地 示意正在压焓图上,如图3所示。 对待最纯粹的外面轮回(或称纯粹的饱和轮回): 脱节蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸气是处于蒸发 压力下的饱和蒸气; 脱节冷凝器和进入膨胀阀的液体是处于冷凝压力下 的饱和液体; 压缩机的压缩流程为等熵压缩; 制冷剂通过膨胀阀减省时,其前、后焓值相称; 制冷剂正在蒸发和冷凝流程中没有压力失掉; 正在各设 备的相接管道中制冷剂不产生状况变动;制冷剂的 冷凝温度等于冷却介质温度, 蒸发温度等于被冷却 介质的温度。明确,上述要求与实质轮回是存正在着 偏向的, 但因为外面轮回可使题目获得简化,便于 对它们实行分解筹议,并且外面轮回的各个流程均 是 实质轮回的基本,它可举动实质轮回的较量法式 ,以是仍有需要对它加以细致的分解与斟酌。 武汉理工大学 轮机工程系 流程线示意制冷剂正在蒸发器中 的气化流程。因为这一流程是正在 等温、等压下实行的,液体例冷 剂吸收被冷却介质的热量(即制 冷)而不气绝化,制冷剂的状况 沿蒸发压力的等压线 向干度增大 的倾向变动,直到一概变为饱和 蒸气为止。如此,制冷剂的状况 又从头回到进入压缩机前的状况 点1,从而结束一个完好的外面制 冷轮回。 P Q 武汉理工大学 轮机工程系 单级蒸气压缩式制冷外面轮回的热力谋略 ? 正在实行制冷轮回的热力谋略之前, 需求理解编制中各装备内功 和热量的变动状况,然后再对轮回的功能目标实行分解和谋略。 ? 依照热力学第必定律,倘若漠视位能和动能的变动,不乱活动 的能量方程可示意为 (1) 式中: Q 和 P 是单元年华内加给编制的热量和功; qm是流进或流出该编制的不乱质料流量; h是比焓;下标1和2划分示意流体流进编制和脱节编制的 状况点。 当热量和功朝向编制时,Q 和 P 取正值. 武汉理工大学 轮机工程系 (1) 减省阀 制冷剂液体通过减省孔口时绝热膨 胀,对外不作功, P=0,故方程式(1)变为 以是,能够为减省前后其值褂讪.减省阀 出口处(点4)为两相搀杂物,它的焓值 也可由下式示意: P Q 式中 hf0 和hg0 划分为蒸发压力p0 下饱和液 体和饱和蒸汽的焓值;x4 为制冷剂出节 流阀时的干度。将上式移项并清理得: 武汉理工大学 轮机工程系 点4比容为 式中 Vf0 和Vg0 划分为蒸发温度t0 下饱和液体和饱和蒸汽的比容。 Q P 武汉理工大学 轮机工程系 (2)压缩机 倘若漠视压缩机与外界处境 所互换的热量,则由式(1)得 ( 5) 式中 (h2-h1)示意压缩机每压缩并 输送1kg的制冷剂所破费的功,称 为外面比功。 P Q 武汉理工大学 轮机工程系 (3)蒸发器 被冷却物质通过蒸发器向制冷 剂传送Q0 ,由于蒸发器不作功,故 方程式(1)变为 ( 6) 由上式能够看出制冷量与两个 因数相合: ? 制冷剂的质料流量qm和制冷剂进 出口蒸发器的焓差(h1-h4)。 ? (h1-h4)称为单元质料制冷量,它 示意1kg制冷剂正在蒸发器内从被冷 却物质中吸收的热量,用q0示意。 P Q 武汉理工大学 轮机工程系 质料流量与容积qv有如下联系: ( 7) 用压缩机进口出V1代入上式得: ( 8) 将方程(8)代入(6)得: ( 9) Q P 武汉理工大学 轮机工程系 (4)冷凝器 假设制冷剂正在冷凝器中向外界放 出热量为Qk ,那么 (10) 式中 (h2-h3)称为冷凝器单元热负荷, 用qv示意。它示意1kg制冷剂蒸汽正在冷 凝器中放出的热量。 (5) 制冷系数 按界说,正在外面轮回中,制冷系 数可用下式示意 Q P (11) 不才一页咱们通过一个例题来讲 解热力谋略流程 武汉理工大学 轮机工程系 例题:假定轮回为单级压缩蒸气制冷的外面轮回,蒸发温度t0=-10℃, 冷凝温度tk为35℃,工质为R22,轮回的制冷量Q0=55kw,试对该轮回 实行热力谋略。 解:该轮回的压焓图如下所示: pk 依照R22的热力本质外,查理由于饱和线上 的相合状况参数值: h1=401.555 kJ/kg v1=0.0653 m3/kg h3=h4=243.114 kJ/kg p0=0.3543 MPa pk=1.3548 MPa 由图可知:h2=435.2 kJ/kg t2=57℃ tk to po h3 h4 h1 h2 武汉理工大学 轮机工程系 1 单元质料制冷量 q0=h1-h4=158.441 kJ/kg 2 单元容积制冷量 3 制冷剂质料流量 4 外面比功 5 压缩机破费的外面功率 6 压缩机吸入的容积 7 制冷系数 8 冷凝器单元热负荷 9 冷凝器热负荷 w0=h2-h1=33.645 kJ/kg P0=qmw0=11.68 kw V=qmv1=0.0227 m3/s qk=h2-h3=192.086 kJ/kg Qk=qmqk=66.67 kw 武汉理工大学 轮机工程系