制冷技术
第2讲
蒸汽压缩式制冷的基本原理
一、热力学基本定律
热力学第一定律:能量守恒和转换定律
热力学第二定律:能量贬值原理
不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
二、理想循环
1-2 等熵压缩 T0→Tk 耗功w1
2-3 等温压缩吸热qk=Tk(sa-sb)
3-4 等熵膨胀 Tk→T0 做功w2
4-1 等温膨胀放热q0=T0(sa-sb)
1. 逆卡诺循环
两个恒温热源
两个等温过程
两个等熵过程
2. 循环结果
从被冷却介质吸热q0(单位制冷量);
向冷却介质放热qk;
循环净耗功 w0=w1-w2=qk-q0
3. 制冷系数
大小只取决于两个热源的温度;
T0↗或Tk↘ε↗
三、逆卡诺循环难以实现:
湿蒸汽区域内进行湿压缩
设备:蒸发器无传热温差
冷凝器无传热温差
压缩机无摩擦运动
膨胀机不经济,且难以加工
四、有传热温差的制冷循环
Tk’—冷却介质的温度
T0’—被冷却介质的温度
逆卡诺循环:1’-2’-3’-4’-1’
Tk —冷凝器中制冷剂的温度
T0 —蒸发器中制冷剂的温度
有传热温差的循环:1-2-3-4-1
耗功量增加:阴影面积
制冷量减少:1-1’-4’-4-1
热力完善度:工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的比值。
η= ε/ εc ≤1
η的大小反映了实际制冷循环接近逆卡诺循环的程度。
有传热温差的制冷循环的制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数。
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