天津商业大学热能10级制冷与低温原理填空

1、专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需文档下载最佳的地方用人工的方法制取和获得低于环境温度的技术叫做制冷技术制冷是从低于环境温度的空间或物体中吸取热量，并将其转移给温度高于它的介质中去的 过程根据国际制冷学会第13届制冷大会的建议，将12亟定义为普冷与低温的分界线低温是指低于大约120K温度下所发生的现象和过程或使用的技术或设备，即从接近液化天然气的正常沸点至2K左右的温度范围。5.制冷的方法主要有二种：利用物质交换相变的吸热效应制冷利用气体膨胀产生的冷效应制冷利用珀尔贴效应的热电制冷。6.把热量从被冷却物体转移到环境介质中，完成这种功能的工作介质称为制冷剂，也叫做制冷工质7制冷剂根据

2、化学成分可分为:1.卤代碳制冷剂；2.碳氢化合物制冷剂；3.无机化合物制冷 剂；4.混合制冷剂至今，最低温度可达110*制冷技术在化学和加工工业的应用有：气体分离、气体冷凝液化天然气也许是低温在工业上的最大应用11用液氢做燃料的汽车所排出的废气（水）制冷与低温的目的：为了获得冰保持比环境温度低的温度，它涉及的温度范围，从环境温 度到接近0K2|焓的物理意义：当1kg工质流进系统时带进系统的与热力状态有关的能量有内能和流动 功，而培正是这两种能量的总和。简单的说，培表示一种能量，对于流动的流体等于内能加 流动功。熵是一个衡量同种物质两种状态不等价性|的量，虽然嫡增是与过程有关的量，但是嫡确是 完

3、全由状态确定的参数，与过程无关。|克劳修斯|以温差传热的不可逆性来表述热力学第二定律:不可能将能量从低温物体传到高 温物体而不引起其他变化开尔文I则从热工转换的角度将热力学第二定律表达为：不可能从单一热源吸取热量使之 完全站转变为功而不产生其他影响。（第二类永动机是不可能制成的）压缩因子|的实质是反映了气体压缩的大小。压缩因子的大小不仅与物质所处的种类有关， 而且与物质所处的状态有关p = RT a6范德华状态方程是第一个最著名的实际气体解析型状态方程式。形式Vb 2马丁一候方程：定量描述工质性质的方程。结论：直到目前为止，还没有一种状态方程能对任何物质在很大范围内是通用的，特别是 对量子流体

4、及某些极强性物质，任何状态方程都还有困难。溶液：由两个及两个以上组分组成的稳定的均匀液体叫溶液（两液体混合、固体溶解于液 体、气体溶解于液体）按不同物质相互之间的溶解的难易程度，溶液可分为三类：完全溶解、部分溶解、完全不互溶,在一定温度下，达到溶解平衡的溶液叫饱和溶液在一定温度下，某溶质在一定量的溶质里达到溶解平衡状态时，所溶解的量叫这种溶质 在该溶剂里的溶解度。溶解过程是一个伴随着热量变化的复杂物理化学过程。NH3的气化温度为-33.4C专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需文档下载最佳的地方14康诺瓦罗夫第一定律|：如果不同蒸汽压的两种

5、纯液体，在给定温度下混合成二元溶液， 则气相的摩尔分数和液相中的摩尔分数并不相同康诺瓦罗夫第一定律是精馏原理的基础。如果液相气体摩尔分数和气相摩尔分数完全相 同，则两组分不能用精馅法惊醒分离。如何把共沸溶液加以精馏？答：要把共沸溶液加以精馏，必须通过改变总压力，使共沸点发生移动，因此，大气压 下不能分离的共沸溶液，往往在受压或真空条件下可以使其分离。17自由度|：确定平衡体系的状态所需要的独立的强度变量数称为体系的自由度组分数|：体系中所含的化学物质称为体系的物种数，体系中有几种物质，则物种数就有 几种，用符号s表示。足以表示平衡体系中各相的组成所需的独立物种数，称为体系的独立 组分数，简称组

6、分数。如果体系中没有化学反应发生，则组分数与物种数相等。溶液相平衡条件在温度和压力不变的情况下，溶液相平衡的条件是每种组分在各相中 的化学势相等。20|吉布斯相律|：只受到外界温度和压力等影响的物系处于相平衡时，其自由度数等于物系 的组分数减去相数，再加上2。（Nf=Nc-Np+2）1、所谓工质就是制冷机中的工作介质，他在制冷机系统中循环流动，通过自身热力状态的 变化与外界发生能量交换2、卤代烃也称氟利昂，是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、漠衍生物的总称。如果分子中只 含氯，氟，碳原子，这类氟利昂称氯氟烃，简称PFCsl；如果分子中除了氯、氟、碳原子外， 还有氢原子，称氢氯氟烃，简称HCFCs。根

7、据莫利纳和罗兰的理论，CFCs对大气臭氧层 的破坏最大4、制冷与低温工质的命名：为方便书写，国际上同一用字母“R”与后面一组数字或字母 作为制冷工质的简写符号。（1）无机化合物：简写符号规定为R7（），括号代表一组数字，这组数字是该无机物 的分子量的整数部分。例如：He-4、H2、NH3、H2O及CO2的分子量的整数部分分 别为4、2、17、18及44表示的符号分别为R704、R702、R717、R718及R744（2）氟利昂和烷烃类（3）非共沸混合制冷工质：简写符号R4（）（4）共沸混合制冷工质：简写符号R5（）（5）环状有机物：简写符号以RC开头（6）不饱和有机化合物：简写符号以R1开头此

8、外有机氧化物，脂肪族胺用R6开头5、制冷与低温工质的物理化学性质指什么？（简答）在选用制冷与低温制冷工质时，除了要考虑热力性质外，还需要考虑工质的物理化学性 质，如毒性，燃烧性，爆炸性，与金属的相密性，与润滑油的作用，与大气环境的“友好性”6、虽然一些氟利昂制冷工质其毒性都较低，但他们在高温或火焰的作用下，会分解出极毒 的|“光气”，因此在进行有关操作时要保持较好的通风性。7、氢、氦、氮及其它惰性气体工质，碳氢化合物工质等，对金属无腐蚀作用。但氢很容易 扩散到其他工程材料中，使材料的力学性能下降，称为“氢脆”8、含镁的的质量分数超过约2%的镁锌铝合金，不能用在卤素化合物制冷工质的制冷剂中， 因

9、为若有微量水就会引起腐蚀。9、有水存在，|氟利昂水解成酸性物质，对金属有丽作用专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需 文档下载最佳的地方专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需文档下载最佳的地方10、氨制冷机中不能用黄铜、纯铜及其它铜合金，因为有水分时要引起腐蚀，但是磷青铜 与氨不起作用11、某些非金属材料，如一般的橡胶、塑料等，与氟利昂制冷工质会起作用。橡胶与氟利昂接触时，会发生溶解；而塑料等高分子化合物，则会引起膨润作用（变软、膨胀和起泡）， 在制冷系统中要选用特殊的橡胶和塑料。12、氨可以溶解比它本身大很多倍的水，生成的溶液冰点比水的冰点低，因此在运转的制冷系统中不会引起结

10、冰而堵塞管道通路。13、氟利昂很难与水相溶，烃类制冷与低温制冷工质也很难溶于水14、氨有强烈的臭气，人们通过嗅觉很容易判断是否泄漏。由于氨极易溶于水，因此不能用 肥皂水检漏，通常用酚酞试剂或者酚酞试纸来检漏（氨水是弱酸性的）试纸或试剂会变红; 氟利昂是无色无臭的物质，用卤素喷灯或电子检漏仪来检漏;氦具有很强的泄漏性|，因此 在使用氮工质时要特别仔细的进行检漏。15、传统工质R1L.R12不仅Opp （对大气臭氧层消耗的潜能值）高，而且GwP （全球 变暖潜能）也高，是大气极不友好制冷工质，因此要被禁用。一些自然工质，如R50、RROOa、 R702、R704、R717、R728等，他们既不破坏

11、臭氧层，又不会导致全球变暖是环境友好制冷 以低温工质。16、氨的沸点|-333包.凝固点77死，目前氨用于蒸发温度在65|以上的单级，双级 活塞式及螺杆式制冷机中，也应用于离心式制冷机中。17、氧是常用的低温气体，正常沸点182.9C|,.凝固点温度2l8.8c|18、液氮是非常理想的预冷剂，氮的正常沸点196.8C，.凝固点温度.210.C，纯的氮气 的获得方法是精馏。液氮是比较方便的冷源，在食品工业，医疗事业、畜牧业以及科学研究 等方面得到越来越广泛的应用。液氮在输送过程中的潜在危险是，它的管外可能会冷凝50%的富氧空气，并引起氧气燃爆。19、空气中除氧、氮、氩外，还含有极少量的氖、氮、氪

12、、氙等稀有气体，俗称“黄金气体”，氧气是目前工业上应用极广泛的稀有气体。往往用作焊接保护气。20、氮是极重要的低温工质，它的正常沸.点为沸2K|,是所有气体中沸点最低的气体，是难液化的气体，一般所讲的氮气或液氮均指He4； He3比He4的沸点低；在极低温下，液体He3和He4的混合具有吸热效应，故可用来作稀释制冷机21、氦的用途|： （1）在液氮温度下，导体将失去电阻，电流通过时无损失，形成“超导电 性”可以制成超导电机（2）氮具有很大的惰性，在冶炼特种稀有金属时用作保护气（3） 氮具有很强的扩散性，渗透能力特别强，因此对于特别严格的压力容器和真空容器，氮是 最好的检福指示剂1气体制冷机：是

13、利用高压气体的绝热膨胀而达到低温，并利用膨胀后的气体在低压下的 复热过程来制冷。2气体压力降低时容积随之增大，称为膨胀过程|。3气体在膨胀中所产生的温度变化称为膨胀过程的温度效应，膨胀时压力的微小变化所引 起的温度变化同该压力变化的比称为撤分效应4气体绝热膨胀有三种方式：高压气体膨胀机绝热放气制冷气体经节流阀膨胀6m为气体的绝热指数。从该式可以看出，等熵膨胀过程的温差，不但随着压力比p2/p 1的 增加而增大，而且还随初温t1的提高而增大。7刚性容器的绝热放气必定是降温过程。这种降温过程在低温工程中又程西蒙膨胀。8节流过程是降温而不制冷的过程专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需专业最

14、好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需文档下载最佳的地方9气体通过膨胀阀时，由于局部阻力，压力显著下降，这种现象叫做节流。节流膨胀|是气 体的内能减少，总能量保持不变。根据热力学第一定律，h1=h2，就是说通过膨胀阀时焓不 变，节流后熵必定增加。10 ah称为微分节流效应，或称焦耳-汤姆逊效应。11如果这一差值大于0，则节流后温度降低。12气体节流温度发生变化的机理是什么？流体在流动过程中，内部所具有的能量包括内能以及后部流体推动前部流体前进的流动能， 这三种能量的总和在节流前后保持不变，而每一项的大小的变化的，当气体在节流阀中节流 后，由于压力降低，气体体积膨胀，分子间距离增大，是的分子相

15、互作用的位能增加，位能 的增加只能靠动能的减少来补充，而分子运动能的大小是反映温度高低的量，节流后动能减 少，所以在一般情况下气体节流后温度总是有所降低，但在特定条件下，温度也会不变或升 高。13磁性物质是由原子或具有磁矩的磁离子组成的结晶体。固体绝热去磁时，磁场强度h减弱，磁化强度m也减弱.1、由于所有低温工质的临界爨|都远低于环境温度，需采取一系列必要的热力过程。2、处于环境温度下的气体首先经压缩，然后进既定的系统，将气态工质逐步冷却到要求的 低温，应用节流或等熵膨胀等方法达到液化的目的。3、低温液体制冷剂即是利用低温液体的气化热来冷却部件和补偿外界的漏热的装置或器 件。4于那些以制取制冷

16、量为目的的制冷循环，没有液态产品从制冷剂中输出，称之为低温 气体制冷剂。5、低温气体的制冷和液化循环有四种基本类型：节流循环、带膨胀机的循环、利用气体制 冷剂的壁、及采用逐级冷却的复叠循环。6、一次节流气体在环境温度下被等温压缩，有由冷却介质（如水、空气）带走压缩热，在T-S图上简 单地用等温线12表示。然后，压缩气体在换热器内被节流后的返流气体冷却到点3,这 是一个等压冷却过程，在TS图上用等压线23表示。接着高压气体经节流阀节流膨胀 至点4,此时有部分气体被液化。在TS图上节流过程用等焓线3-4表示。节流后未被液 化的气体及作为制冷机时由于吸收热负荷Q后气化的气体，从贮液器（点g）引出，流

17、经换 热器被进入系统的压缩气体加热到常温（点1），返回到压缩机入口。其复热过程在TS图 上等压线g1表示。至此完成了一个气体制冷循环。8、等嫡膨胀循环：在绝热条件下，压缩机气体进入膨胀机进行等嫡膨胀并对外做功， 可获得较大的温降及制冷量。（掌握装置图与流程图）其中，3-4为多变过程；3点制冷机 状态为：过热蒸汽状态。. 工业规模的气体分离主要依靠低温精馏、分凝分离、吸附分离和吸收分离。气体的分离、提取或纯化过程在物理本质上都属同一概念，即把混合物变为纯物质。.|“分离” |通常是把混合物中两种以上、含量相差不多的组分分开成为产品，典型的例 子有空气分离、天然气分离等;I “提取则主要表示从混合

18、物中选取其中最有价值的组 分的操作，被提取的组分在原料气中的含量可能较高，如从焦炉气或水煤气中提取氢和 氮，也可能含量很低，如从天然气中提取氦;I “纯化”是把原料气中的少量或微量杂质 去处掉，如提供给医疗、微电子等行业使用的高纯气体部经过不同工艺的提纯处理。低温过程的主要工业应用包括气体的分离与纯化。液空精馏提供主要的商业用氧、氮、氩、 专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需 文档下载最佳的地方专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需文档下载最佳的地方氖、氪和氙。当今大部分产品氦是从含氦天然气经低温分离获得的。天然气中的低沸点组分|, 如甲烷、乙烷、乙烯都经低温精馏达到分离与纯

19、化。低温还可以用于从焦炉气和其他不纯氢 源中分离提取产品氢。用低温分离还可从氢制取同位素氘，进而生产重水。真空中气体沸点：O2（90.18K），N2（77.35K）。故N2更容易蒸发。混合物部分冷凝的基本原理答：根据混合物的性质，可用简单的冷凝或蒸发过程达到混合物的局部分离。混合物部分冷 凝时，液相中富集了高沸点（难挥发）组分，气相中富集了低沸点（易挥发）组分。部分冷 凝适用于混合物各组分沸点差别较大的情况。由空气制取富氧空气：分凝法可以使混合气中易挥发组分的摩尔分数提高，冷凝液中难挥发 组分摩尔分数提高，用分凝法可将空气分离为富氧空气和氮气。精馅分离I多组分混合气的分级冷凝天然气、石油气、焦

20、炉气以及合成氨驰放气都是多组分混合气。实现它们的分离往往 需要在若干个分离级中分阶段进行，在每一级中组分摩尔分数将发生显著变化。多组分气体混合物当被冷却到某一温度水平时，进入一分离器，将已冷凝组分分离出去， 然后再进入下一级冷凝器，继续降温并分凝。一个冷凝器和一个分离器组成一个冷凝级。从工艺的角度来考虑，冷凝级数主要是根据需回收组分的要求来确定的，但同时要保证 在分凝器中不会出现高沸点组分被冻结的现象。从部分蒸发和部分冷凝的特点可看出，对于n2-o 2混合物的部分蒸发和部分冷凝可以分 别得到高纯度的氧和高纯度的氮，但不能同时获得高纯度氧和高纯度氮。而且两个过程的性质恰好相反：部分蒸发需外界供给

21、热量，部分冷凝则要向外界放出热量; 部分蒸发不断在向外界释放蒸气，如欲获得大量高纯度液氧，则需要相应地补充液体。而部 分冷凝则是连续地放出冷凝液，如欲获得大量高纯度气氮，则需要相应地补充气体。如果将部分冷凝和部分蒸发结合起来，则可解决部分蒸发和部分冷凝单独进行所不能解决的问题。多次的部分蒸发和部分冷凝过程的结合称为精馏过程。每经过一次部分冷凝和部分蒸发，气体中氮组分就增加，液体中氧组分也增加。这样经过多次便可将空气中氧和氮分离开。1液体由容器I再引入容器II，由容器II再引入容器III的过程称为回流，其目的是使整个部分蒸发和部分冷凝过程持久地进行。2精饱是利用两种物质的沸点不同，多次的进行混合

22、蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发过程，来实现分离的目的。3精饱过程的实质1是：不平衡的气液两相，经过热质交换，气象多次部分冷凝和液相多次部 分汽化相结合的船只传热过程。4实现精馏的必要条件|：为了是精馏过程能够进行，必须具备以下两个条件：（1）气液两相 必须充分接触，精馏塔内装有多少层塔板（或填料）就是提供气液接触的条件;（2）气液两相接触时，上升的高温气相中的易挥发组分浓度要低于平衡时的浓度，而下降的低温液相中的易挥发组分要高于平衡时的浓度，由于气液两相不平衡，才能发生精馏作用。5空气的精馏实在氧、氮混合物的气相与液相接触之间的热质交换过程中进行的。专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需 文档下载最佳的地方专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需 文档下载最佳的地方1、斯特林循环（定容回热循环）：用于发动机、制冷机、热泵3、G-M制冷循环由等容充气、等压充气、等容放气、等压放气四个过程组成。4、半导体制冷：原理：也叫温差电制冷、热电制冷、电子制冷，是利用“塞贝克效应”的 逆效应“帕尔帖效应”达到制冷目