第七章-压缩、膨胀、蒸汽动力循环与制冷循环

第七章压缩、膨胀、蒸汽动力循环与制冷循环前言热能和功之间如何实现互相转化？——通过工质在循环过程中的状态变化而实现的。循环的种类：1.动力循环（正向循环）—将热能转化为机械能的循环。这种循环是产功的过程，其主要设备是各种热机。2..制冷循环（逆向循环）—将热能从低温热源转给高温热源的循环。制冷循环是耗功的过程，其主要设备是各种制冷机。7.1气体的压缩

功与变化的途径有关。虽然始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同。显然，可逆膨胀，体系对环境作最大功；

可逆压缩，环境对体系作最小功。化工生产中常用的压气机：

压缩机，鼓风机等。

虽然机构和工作原理不尽相同，但从热力学观点来看，气体状态变化过程并无本质区别，都是消耗电能或机械能使气体压缩升压的过程。

从热力学的角度又可分为:

等温、绝热、多变三种过程。

在正常工况下都可视为稳流过程。因此压缩过程的理论轴功可用稳流体系的热力学第一定律来描述（一般忽略动能和势能）：适用于任何介质的可逆或不可逆过程。对可逆过程的轴功，还可按下式计算：气体压缩过程的变化规律以及理论功耗的计算（1）等温压缩对理想气体，pV=RT，等温过程的焓变为0，所以

（2）绝热压缩—Q=0对理想气体，pVk=常数，

代入上式得：

k-绝热指数，与气体性质有关。（3）多变压缩pVn=常数,n-多变指数1<n<k

TS

V

从上述图中可看出：在出口压力相同条件下：对非理想气体：（均假设可逆过程）等温压缩绝热压缩多变压缩7.2气体的膨胀工业上通常利用高压气体的节流膨胀和绝热膨胀来获得低温和冷量，这两种获得低温的方法虽然都是利用气体膨胀降温的原理，但它们的热力学特征是不同的。7.2.1节流膨胀（throttlingprocess）流体在管道流动时，常流经阀门、孔板等管件，由于局部阻力，使流体压力显著降低，这种现象—节流。流体通过节流阀门或多孔塞，如节流膨胀或绝热闪蒸过程。（1）节流过程进行得很快，可以认为过程为绝热。（2）节流过程不对外作功。（3）节流过程是典型的不可逆过程，节流后流体的熵必定增加

S2>S1

。（4）节流过程是等焓过程。

（5）利用节流过程，获得低温和冷量。（6）理想气体节流后温度不变。1、特点：2、节流效应（焦汤效应）（Joule-Thomson）定义：流体节流时，由于压力的变化而引起温度的变化称为节流效应。节流时微小压力的变化所引起的温度变化，称为微分节流效应系数。数学式为3.节流膨胀制冷的可能性分析⑴对理想气体说明理想气体在节流过程中温度不发生变化。⑵对真实气体①µJ＞0，表示节流后，随着压力的减小，温度是降低的。制冷②µJ=0，表示节流过程温度不变。③µJ<0，表示节流后，随着压力降低，温度升高。制热

是体系的强度性质。因为节流过程的,所以当：节流膨胀小结：⑴节流过程的主要特征是等焓；⑵理想气体节流时温度不变，不能用于制冷或制热；⑶真实气体节流效应取决于气体的状态，在不同的状态下节流，具有不同的微分节流效应值。转化曲线（inversioncurve)

显然，工作物质（即筒内的气体）不同，转化曲线的T,p区间也不同。

例如，的转化曲线温度高，能液化的范围大；而和则很难液化。结论：不是所有气体在所有T，p下的节流膨胀均能使T降低。4.积分节流效应

实际节流时，压力变化为一有限值，由此所引起的温度变化称为积分节流效应。T1，p1——节流膨胀前的温度、压力T2，p2——节流膨胀后的温度、压力(1)若压力变化不大，节流效应系数为常数(3)T-S图法工程上，积分节流效应ΔTH

可直接利用热力学图求得，极为简便，见图7-9。

图7-9积分节流效应§7.2.2对外作功的绝热膨胀对外作功的绝热膨胀：若过程为可逆，则为等S膨胀。等S膨胀与节流膨胀有异同点。异：等S膨胀通过膨胀机对外作功，而节流膨胀不作功同：均为绝热膨胀。1、可逆绝热膨胀(1)微分等熵温度效应对于等熵过程

∴μS恒大于0（Maxwell第一关系式）说明了任何气体在任何状态下经绝热膨胀，都可致冷。这与节流膨胀不同。（7-8）比较两式

这就说明了在相同条件下等熵膨胀系数大于节流膨胀系数,因此由等熵膨胀可获得比节流膨胀更好的致冷效果.∵任何气体均有V>0Cp>0∴

(2)积分等熵温度效应①

利用微分等熵温度效应等熵膨胀时，压力变化为有限值所引起的温度变化，称之计算积分等熵温度效应的方法有4种：对于理想气体绝热可逆过程②

理想气体的积分等熵温度效应ΔTSP1P2TS2’ST1T2T2’△TH△TS21H等焓线③T-S图法④用过程焓变及等焓节流效应计算2、不可逆对外做功绝热膨胀不可逆对外作功的绝热膨胀的温度效应介于等熵膨胀效应和节流膨胀效应之间。表示膨胀机的不可逆程度。对活塞式膨胀机，等熵效率近似等于0.65和0.75之间；对透平机等熵效率在0.8和0.85之间。2″节流膨胀与等熵膨胀的比较节流膨胀等熵膨胀△H=0△S=0△TH较小，冷冻量小△TS较大，冷冻量大少数气体要预冷，才能使T↓任何气体均是T↓不作功作功节流阀，设备简单，操作方便膨胀机，设备复杂汽液两相区、液相区均可用使用时不能有液滴用得最多，普冷，小型深冷大、中型气体液化节流膨胀与等熵膨胀均是获取低温即制冷的方法2024/2/19§

7.3蒸汽动力循环蒸汽动力循环：是以蒸汽为工质，将热连续地转变成功的过程，其主要设备是各种热机。产功的过程。如火力发电厂，大型化工厂常用的工质是水蒸气冷冻循环：是将热连续地由低温处输送到高温处的过程，其主要设备是热泵。耗功的过程。-100℃以上为普冷，-100℃以下为深冷。2024/2/19前言如何将1atm

300atm?需要压缩机，消耗动力。中国60年代，1500~1800度电/吨NH3。中国70年代，仅10~30度电/吨NH3。这是由于透平机直接带动压缩机的缘故。蒸汽动力循环的作用：

电高温热源

废热锅炉，产生高压蒸汽

压缩机

透平机2024/2/19流体通过压缩机、膨胀机

∵

u2≈0，g

Z≈0，若绝热过程Q=0Ws=

H=H2-H1高压高温蒸汽带动透平产生轴功。稳定流动体系的热力学第一定理：蒸汽动力循环原理2024/2/19锅炉透平机水泵冷凝器过热器56146

1水在水泵中被压缩升压。12、3、

4

进入锅炉被加热汽化过热，直至成为过热蒸汽。45进入透平机膨胀作功。56作功后的低压湿蒸汽进入冷凝器被冷凝成水，再回到水泵中，完成一个循环。蒸汽动力循环设备与流程蒸汽动力循环主要由水泵、锅炉、透平机和冷凝器组成。2024/2/19锅炉水泵冷凝器透平机5146§7.3.1Rankine

循环及其热效率水压缩水加热至过热蒸汽蒸汽作功蒸汽冷凝成水理想朗肯循环456TS1等S膨胀等S压缩可逆吸热相变图7-7朗肯循环及其T-S图2024/2/19卡诺循环的缺点TS锅炉加热1456透平机后的乏气,汽+液汽+液泵冷凝器透平机缺点之二:对于泵易产生气缚现象缺点之一:透平机要求干度X>0.9但2点的X<0.88易损坏叶片结论:卡诺循环不太适合变热为功!2024/2/191TS234锅炉透平机水泵冷凝器过热器56146

1饱和水可逆绝热压缩过程。（等S）1

4高压水等压升温和汽化，可逆吸热过程45过热蒸汽可逆绝热膨胀过程。（等S）56湿蒸汽等压等温可逆冷却为饱和水（相变）。理想朗肯循环朗肯Rankine循环2024/2/19理想朗肯循环锅炉透平机水泵冷凝器过热器5614WS可逆绝热膨胀功Q1Q0WP可逆绝热压缩功2024/2/194TS561Ql越大，Q0越小，做的净功WN就越大。Ql受锅炉中金属材料的极限的限制，约550~600oC。Q0受环境温度的限制。净功WN在T-S图上的意义？净功WN=Q1（面积1234ba）-IQ0I（面积56ab）=面积123456ab232024/2/19复习：T-S图及其应用T-S图 ：温-熵图T-S图的用处： (1)体系从状态A到状态B,在T-S图上曲线AB下的面积就等于体系在该过程中的热效应，一目了然。2024/2/19复习：T-S图及其应用(2)容易计算热机循环时的效率

热机所作的功W为闭合曲线ABCDA所围的面积。

图中ABCDA表示任一可逆循环。ABC是吸热过程，所吸之热等于ABC曲线下的面积；

CDA是放热过程，所放之热等于CDA曲线下的面积。2024/2/19复习：T-S图的优点：T-S图：既显示体系所吸取或释放的热量；又显示体系所作的功。p-V图：只能显示所作的功。2024/2/19理想朗肯循环的热效率η和气耗率SSC2、气耗率SSC：SpecificSteamConsumption作出1kW.h净功消耗的蒸气公斤数。评价动力循环的指标：热效率和气耗率。1、热效率η：循环的净功与工质从高温热源吸收的热量之比当WN相同时，热效率越高、气耗率越低，循环越完善。2024/2/192、锅炉和冷凝器的摩擦损失比较小，因此一般这两个设备中的过程按可逆过程处理，水泵所耗的功相对于透平作的功而言很小，因而工质在水泵中的不可逆也可忽略。但透平所不可逆性不能忽略。说明：1、实际循环过程不可避免地存在着摩擦损失，因而都是不可逆的。蒸汽在透平中的绝热膨胀实际是不可逆即不是的等熵的，而是向着熵增加的方向偏移（为什么？）。蒸汽在透平中的绝热膨胀实际是不可逆即不是的等熵的，而是向着熵增加的方向偏移（为什么？）。2024/2/194TS561实际朗肯循环71’实际做功应为1

1’5

7显然它小于等熵膨胀功，两者之比称为等熵膨胀效率熵膨胀效率反应的是透平内部的损失也称相对内部损失与透平结构有关2024/2/194TS561实际朗肯循环实际朗肯循环71’等熵效率1

1’5

72024/2/19实际与理想朗肯循环的比较阴影部分5’5’’4’5’5’是实际循环比理想循环少做的功，也恰为其蒸汽冷凝时多放出的热。理想循环实际循环Q112344’6’112344’6’1Q254’6’655’5’’6’65’’WN12345611234561-5’5’’4’5’5’2024/2/19例1有一理想朗肯循环，在40bar和0.08bar的压力之间操作，锅炉产生的是400℃的过热蒸气，冷凝器所用的冷却水的温度为25℃。求1）Q1，Q0；2）透平作的理论功和水泵消耗的理论功，3）热效率η，气耗率SSC，并试对此循环作热力学分析。4TS5612气耗率SSC=3600/WN=3.29

（Kg.kw-1.h-1）=36%2024/2/19例1有一理想朗肯循环，在40bar和0.08bar的压力之间操作，锅炉产生的是400℃的过热蒸气，冷凝器所用的冷却水的温度为25℃。求1）Q1，Q2；2）透平作的理论功和水泵消耗的理论功，3）热效率η，气耗率SSC，并试对此循环作热力学分析。1TS2345气耗率SSC=3600/WN=3.29

（Kg.kw-1.h-1）=36%2024/2/19例题5-1某蒸汽动力装置按理想朗肯循环工作,锅炉压力为40×105Pa,产生440℃的过热蒸汽,乏气压力为0.04×105Pa,蒸汽流量为60T/hr,试求:(1)过热蒸汽每小时从锅炉中的吸热量与乏气每小时在冷凝器中放出的热量和乏气的湿度(2)汽轮机作出的理论功率与泵消耗的理论功率.(3)循环的热效率2024/2/19根据有关条件,由水蒸汽表查出有关数据:2点(湿蒸汽)1点(过热蒸汽）2024/2/19例2：同例1，但透平机的等熵效率为0.85。1TS2342’5=30.6%SSC=3600/WN=3.871

（Kg.kw-1.h-1）由上式计算出H2’其它计算同例12024/2/19实际与理想朗肯循环的比较项目理想朗肯循环实际朗肯循环水汽化吸热Q1(kJ/kg)30383038水汽化吸入有效能(kJ/kg)11961196蒸汽膨胀作功WS

(kJ/kg)1099934.0乏汽冷凝排出热量Q2

(kJ/kg)19432108乏汽冷凝排出有效能(kJ/kg)101.373.51水加压耗功WP(kJ/kg)44循环净功WN(kJ/kg)1095930循环热效率η

，%3630.61有效能利用效率η

B，%91.5571.76SSC，

Kg.kw-1.h-13.293.871思考：由以上计算及结果可看出什么问题？例题5-1，5-22024/2/19§7.3.2蒸汽参数对的热效率的影响

(1)蒸气温度的影响提高蒸气过热温度的影响2024/2/19

(2)蒸汽压力的的影响2024/2/19

(3)降低乏气压力（背压）1、降低背压时所增加的功比增加的热量大，因而提高了整个循环的热效率。2、降低背压会降低乏气的干度，应注意。2024/2/19§7.3.3

朗肯循环的改进1、回热循环：16TS23451Kgx1-x锅炉透平机水泵冷凝器过热器2341回热加热器水泵2’2’X1-X561Kg抽出部分蒸汽x到回热加热器2024/2/19回热循环与朗肯循环比较优点：(1)提高了水在锅炉中吸热的温位，从而增加了蒸汽有效能量，做功本领变大。(2)整个循环的工质只有一部分通过冷凝器．排往自然环境的有效能减少。(3)减少锅炉热负荷和冷凝器换热面积，节省金属材料。缺点：1）中压蒸气和水在水加热器中不可逆混合，损失了部分有效能。2）设备增加。总之，利大于弊！现代蒸汽动力循环普遍采用这种方式。根据需要，可分为多次。2024/2/19锅炉透平机水泵冷凝器过热器2341回热加热器水泵2’X1-X561Kg回热循环的计算计算关键：利用质量平衡和能量平衡计算抽气量x。例题5-32024/2/192、再热循环§7.3.3

朗肯循环的改进两级透平机；提高了干度。2024/2/19项目理想朗肯实际朗肯理想朗肯再热循环回热循环蒸汽初压，bar4040505050蒸汽初压温，℃400400400400400背压，bar0.080.080.080.080.08循环净功WN

(kJ/kg)109593011131246950.7循环热效率η

，%3630.6136.8437.1939.09有效能利用效率η

B，%91.5571.7691.6591.7887.75SSC，

Kg.kw-1.h-13.293.8713.2352.8893.786各种不同蒸汽循环的比较思考：为什么回热循环热效率高而有效能利用率低？2024/2/19§7.3.3

制冷循环及原理使物系的温度降到低于周围环境物质(大气)的温度的过程称为制冷过程。制冷过程的实现就是利用外功将热从低温物体传给高温环境介质的过程。制冷广泛地应用于生产和日常生活中。2024/2/19气体绝热膨胀制冷原理制冷原理：高压常温气体通过绝热膨胀变为低温液体，此液体作为工质再去冷却需要低温的物体。获得低温的方法有两种：§5.2.1节流膨胀（等H）§5.2.2对外作功的绝热膨胀（等S）2024/2/19§6.2.1节流膨胀

流体通过节流阀门或多孔塞，如节流膨胀或绝热闪蒸过程。∵Q=0

Ws=0，

u2=0，g

Z=0，

∴

H=0利用节流过程，获得低温和冷量稳定流动体系的热力学第一定理：2024/2/19Joule-Thomson效应1852年Joule和Thomson设计了新的实验，称为节流过程。在这个实验中，使人们对实际气体的U和H的性质有所了解，并且在获得低温和气体液化工业中有重要应用。节流过程是一个等焓过程。2024/2/19节流过程（throttlingproces)

在一个圆形绝热筒的中部有一个多孔塞和小孔，使气体不能很快通过，并维持塞两边的压差。

图2是终态，左边气体压缩，通过小孔，向右边膨胀，气体的终态为 。

实验装置如图所示。图1是始态，左边有状态为

的气体。2024/2/19节流过程（throttlingproces)2024/2/19节流过程的U和H

开始，环境将一定量气体压缩时所作功（即以气体为体系得到的功）为：节流过程是在绝热筒中进行的，Q=0，所以：气体通过小孔膨胀，对环境作功为：2024/2/19节流过程的U和H

在压缩和膨胀时体系净功的变化应该是两个功的代数和。即∴节流过程是个等焓过程。移项2024/2/19焦––汤系数定义：

>0经节流膨胀后，气体温度降低。

称为焦-汤系数（Joule-Thomsoncoefficient),它表示经节流过程后，气体温度随压力的变化率。

是体系的强度性质。因为节流过程的,所以当：<0经节流膨胀后，气体温度升高。

=0经节流膨胀后，气体温度不变。2024/2/19转化温度（inversiontemperature)

当时的温度称为转化温度，这时气体经焦-汤实验，温度不变。

在常温下，一般气体的均为正值。例如，空气的，即压力下降，气体温度下降。

但和等气体在常温下，，经节流过程，温度反而升高。若降低温度，可使它们的2024/2/19等焓线（isenthalpiccurve)

为了求的值，必须作出等焓线，这要作若干个节流过程实验。如此重复，得到若干个点，将点连结就是等焓线。实验1，左方气体为，经节流过程后终态为，在T-p图上标出1、2两点。实验2，左方气体仍为，调节多孔塞或小孔大小，使终态的压力、温度为，这就是T-p图上的点3。2024/2/19显然，在点3左侧，等焓线（isenthalpiccurve)在点3右侧，在点3处， 。

在线上任意一点的切线，就是该温度压力下的值。2024/2/19转化曲线（inversioncurve)

在虚线以左，，是致冷区，在这个区内，可以把气体液化；

虚线以右，，是致热区，气体通过节流过程温度反而升高。

选择不同的起始状态，作若干条等焓线。

将各条等焓线的极大值相连，就得到一条虚线，将T-p图分成两个区域。2024/2/19转化曲线（inversioncurve)2024/2/19转化曲线（inversioncurve)

显然，工作物质（即筒内的气体）不同，转化曲线的T,p区间也不同。

例如，的转化曲线温度高，能液化的范围大；而和则很难液化。2024/2/19转化曲线（inversioncurve)

但和等气体在常温下，，经节流过程，温度反而升高。若降低温度，可使它们的结论：不是所有气体在所有T，P下的节流膨胀均能使T降低。2024/2/19节流膨胀原理节流过程中

H=0,但由于不可逆损失使dp<0通过节流过程能否降低气体的温度，取决于

μJ-T>0=0<0小孔2024/2/19如何求μJ-T？理想气体的μJ-T=？2024/2/191、T-S图上求△TH

T1T2△TH等焓线12§6.2.1节流膨胀节流膨胀的温度降△TH是衡量制冷效果的重要指标。如何计算节流膨胀温度降△TH？△TH=T2-T12024/2/19§6.2.1节流膨胀T1，P1——节流膨胀前的温度、压力T2，P2——节流膨胀后的温度、压力2024/2/19§6.2.2对外作功的绝热膨胀对外作功的绝热膨胀：若过程为可逆，则为等S膨胀。等S膨胀与节流膨胀有异同点。异：等S膨胀通过膨胀机对外作功，而节流膨胀不作功同：均为绝热膨胀。节流膨胀等S膨胀微分等熵膨胀效应系数μS2024/2/19P1P2TS对外作功绝热膨胀的温度降2’ST1T2T2’△TH△TS21H等焓线2024/2/19节流膨胀与等熵膨胀的比较节流膨胀等熵膨胀△H=0△S=0△TH较小，冷冻量小△TS较大，冷冻量大少数气体要预冷，才能使T↓任何气体均是T↓不作功作功节流阀，设备简单，操作方便膨胀机，设备复杂汽液两相区、液相区均可用使用时不能有液滴用得最多，普冷，小型深冷大、中型气体液化节流膨胀与等熵膨胀均是获取低温即制冷的方法2024/2/19§6.3制冷循环§5.3.1蒸汽压缩制冷循环§5.3.2吸收制冷循环§5.3.3热泵的工作原理2024/2/19§6.3制冷循环制冷循环：利用机械功使热量从低温→高温的过程。利用制冷循环达到两种目的：1）致冷使指定的空间保持低于环境的温度，热量从低温空间转移到高温环境。夏天的房间、冰箱。致冷机2）加热使指定的空间保持高于环境的温度，热量从低温环境转移到高温空间。冬天的房间。热泵2024/2/19夏天低温房间高温环境热量致冷机2024/2/19冬天高温房间低温环境热量热泵2024/2/191-2：绝热可逆压缩,从T1升温至T2，等熵过程，消耗外功WS2-3：等温可逆放热(q2）；3-4：绝热可逆膨胀，从T2降温至T1，等熵过程，对外作功4-1：等温可逆吸热(q0）

理想制冷循环(可逆制冷)即为逆卡诺循环。四个可逆过程构成：§6.3.1蒸汽压缩制冷循环ST3214T1T21、逆向卡诺循环12342024/2/19锅炉透平机水泵冷凝器过热器2341§6.1．蒸汽动力循环蒸汽动力循环原理TS41232024/2/19TS3214T1T2循环的ΔH=0，故q0q21、逆向卡诺循环2024/2/19衡量制冷效率的参数称为制冷系数ε，其定义为从低温物体吸取的热量q0与所耗功量WS之比：2）逆向卡诺循环制冷系数εC1、逆向卡诺循环逆卡诺循环的制冷系数εC仅是温度的函数，与工质性质无关。在两个温度之间操作的任何制冷循环，以εC为最大。它可作为一切实际循环的比较标准。1）制冷系数ε：2024/2/19逆卡诺循环的缺点：（1）1→2和3→4的过程会形成液滴，在压缩机和膨胀机的气缸中产生“液击”现象，容易损坏机器；（2）实际过程难以接近四个可逆过程；问题：如何改进？1、逆向卡诺循环ST3214T1T22024/2/192、蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环是由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器组成。

制冷循环的工质采用低沸点物质作为制冷剂。如：氟里昂R22（CHClF2）的Tb=-40.80℃，N2的Tb=-195.75℃利用制冷剂在冷凝器中的液化和在蒸发器中的汽化，实现在高温下排热，低温下吸热过程。q0q2冰箱冷冻室提供q0通过冰箱散热片向大气排出q22024/2/192、蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环由四步构成：1→2低压蒸汽的压缩2→4高压蒸汽的冷凝4→5高压液体的节流膨胀，P↓

，T↓5→1低压液体的蒸发蒸汽压缩制冷循环对逆卡诺循环的改进：1）把绝热可逆压缩过程1→2安排在过热蒸汽区，使湿蒸汽变为干气。即“干法操作”。2）把原等熵膨胀过程改为4→5的等焓节流膨胀过程，节流阀的设备简单、操作易行。T1=T5=蒸发温度T3=T4=冷凝温度2024/2/192、蒸汽压缩制冷循环——几个重要指标2）耗功量WS1）从低温物体吸取的热量q04）制冷剂循环量G（循环速率）3）制冷系数εG=Q0/q0Kg/h5）理论功耗PT=G│WS│/3600kW其中Q0—制冷能力，KJ/hPT=G│WS│

kJ/h=Q0/ε

kJ/hq02024/2/19为了增加冷冻量，制冷剂在冷凝器中，被过冷到低于饱和温度的4’（过冷液体）。其耗功量WS仍为H2-H1，但冷冻量增加了5’5dc5’。∴制冷系数ε增大。为了计算方便，4’过冷液体的性质用4’点温度对应的饱和液体代替。2、蒸汽压缩制冷循环——实际制冷循环2024/2/19例5-5有一氨冷冻循环装置，其冷冻量为105

kJ·h-1，蒸发温度-15℃，冷凝温度30℃。假设压缩机绝热可逆运行，求1）制冷剂的循环量；2）压缩机功耗和处理的蒸气量；3）冷凝器热负荷；4）节流阀后制冷剂中蒸气的含量；5）循环制冷系数；6）εC解：关键是要确定1,2,3,4,5点的状态单级蒸汽压缩制冷循环图温熵图压焓图2024/2/19由氨的T-S图查取有关数据来计算1点：T1=-15℃与饱和蒸汽线相交，查得

H1=397kcal/kg=1661kJ/kg；S1=2.155kcal/kg.K=9.02kJ/kg·Kv1=0.506m3/kg2点：T3=30℃其相应饱和蒸汽压力P3=11.9kg/cm2；P2=P3

，S2=S1=2.155kcal/kg.K；*用S2和P2查H2

=452kcal/kg=1891kJ/kg；4点：T4=30℃与饱和液体相交，据此查得H4=134kcal/kg=560.66kJ/kg；5点：T5=T1=-15℃，由于4-5是等焓过程，H5=H4=560.66kJ/kg； T1T22024/2/191.制冷剂的循环量G3.压缩机功耗2.压缩机每小时处理的蒸气量4.冷凝器热负荷2024/2/196.制冷系数5.节流阀后制冷剂中蒸气的含量即求5点的干度X7.逆卡诺循环的制冷系数εC2024/2/192TS2’5’4实际蒸汽压缩制冷循环14’2’点的性质用等熵效率计算35冷凝温度蒸发温度过冷温度过冷度：T4

=T3：T4’=T4-T4’:T5’=T5=T1解题关键：确定2’,4’点的状态4’过冷液体的性质用4’点温度对应的饱和液体代替。几个定义30℃25℃5℃-15℃冰箱四星级T1=-24℃三星级T1=-18℃国际标准冷冻条件2024/2/19蒸发温度、冷凝温度的选择3、制冷级数的选择：当蒸发温度<-25℃一级压缩当蒸发温度<-30℃二级压缩当蒸发温度<-45℃三级压缩2、冷凝温度：取决于冷却介质的温度。问题2：冰箱制冷系数冬天大还是夏天大？为什么？1、蒸发温度：取决于被冷物系的温度。蒸发温度越低，耗能越高。应根据需要选择蒸发温度。问题1：冰箱能否当空调用？2024/2/19制冷剂的选择制冷剂的选择必须具备以下几点基本要求：(1)在大气压力下制冷剂的沸点要低．这是一个重要的性能指标。(2)制冷剂在常温下的冷凝压力应尽量低，以降低对设备耐压与密封的要求。(3）汽化潜热要尽可能大，可减少制冷剂的循环量，缩小压缩机的尺寸。(4)具有较高的临界温度和较低凝固温度。(5)具有化学稳定性，在操作条件下不燃烧，不分解．不聚合，对设备不应有明显的腐蚀作用。2024/2/19制冷剂的选择工业上常用的制冷剂有氨、R11、R12、R22等例：NH3：潜热大，沸点-33.4℃；冷凝温度30℃

；P=12atm；蒸发温度-30℃；P=1atm；

常用的制冷剂性质见表5-1。1、氟里昂不同的牌号适合不同的冷冻量。2、R11、R12、R113、R114、R115对臭氧层有破坏作用，2010年禁用。问题：冰箱与空调用的制冷剂相同吗？选择的依据是什么？2024/2/19§6.3.2吸收制冷循环吸收制冷循环是另一种致冷方式。它与蒸汽制冷循环主要区别在于：气体的压缩方式不同。蒸汽制冷循环靠的是压缩机。吸收制冷循环靠的是“化学泵”。“化