工程热力学英文课件 sam10-双语学习资料

SAMChapter10RefrigerationCycles制冷循环工程热力学

EngineeringThermodynamicsSAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-110.1ReservedCarnotcycle逆卡诺循环Chapter10refrigerationcycles10.4Steamjetrefrigerationcycle

蒸汽喷射制冷循环10.5Absorptionrefrigerationcycle

吸收式制冷循环10.3GasRefrigerationcycle

气体膨胀制冷循环10.2Vapor-CompressionRefrigerationCycle

蒸汽压缩制冷循环SummaryThepurposeofarefrigeratoristotransferheatfromacoldchamberwhichisatatemperaturelowerthanthatofitssurroundings.SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-2SAM10.1ReservedCarnotcycle逆卡诺循环Tr1

↓

orTr2↑

→εR,C↑23：定温吸热过程，41：定温放热过程，循环消耗的净功：制冷系数在一定环境温度Tr1的条件下，冷库温度Tr2越低，逆卡诺循环制冷系数就越小。SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-3制冷量(制冷能力)refrigerationcapacity制冷装置单位时间内从冷库吸取的热量。制冷量的单位常用kW、W、冷冻吨。

1冷冻吨表示1t的0℃的水完全冻结成0℃的冰所具有的制冷量。

1冷冻吨等于3681.16W，

1英制冷冻吨等于12000Btu/h，即相当于3516.85W。1英热(Btu)=1

055.05585焦耳Btu/h:Britishthermalunit/hour供热系数SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-4例

设有一台制冷装置，其冷库温度为－10℃。而环境温度为25℃，装置所消耗的功率P=2kW。假设按逆向卡诺循环计算，试求循环的制冷系数及制冷量。例10-2

（p222）在零下20℃的冬天，为了维持室内温度为20℃，必须采用采暖装置。若已知维持20℃所需的供热率为每小时105kJ，试计算下列供热方式所需消耗的功率：（1）可逆热泵循环；（2）电热器；（3）供热性能系数仅为0.4εHP,C

的实际热泵装置。例10-1（p222）自己看工作于两个恒温热库之间的卡诺机SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-610.2蒸汽压缩制冷循环

Vapor-CompressionRefrigerationCycleSAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-61-2Isentropiccompressioninacompressor2-3Constant-pressureheatrejectioninacondenser3-4Throttlinginanexpansiondevice(anexpansionvalveorcapillarytube)4-1Constant-pressureheatabsorptioninanevaporator.SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-7Vapor-compressionrefrigerationcyclewithgas-liquidseparatorNetworkthenAbsorbingheatfromtherefrigeratedspaceSAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-7Vapor-compressionrefrigerationcyclewithgas-liquidseparatorSAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-910.3气体膨胀制冷循环（逆向布雷顿循环）（书上T10-2）

GasRefrigerationCycle(ReversedBRAYTONCycle)1-2compressor2-3heatexchanger3-4turbine4-1heatexchanger燃气轮工作循环Braytoncycle=2定熵+2定压SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-10NetworkConstant

Cp0

AbsorbingheatfromtherefrigeratedspaceGasRefrigerationCycle(ReversedBRAYTONCycle)定压吸热终了温度T1接近冷藏库温度，定压放热终了温度T3

接近环境温度。COPSAMisentropicprocess1-2and3-4thenGasRefrigerationCycle(ReversedBRAYTONCycle)ThermalEnergyEngineeringDepartment10-11SAM具有回热的气体膨胀制冷循环

GasrefrigerationcyclewithregenerationThermalEnergyEngineeringDepartment10-12Question：采用回热循环，制冷系数及制冷量是否提高？有何益处？若要求深度冷冻及气体液化，制冷温度↓→空气压缩制冷循环(循环13‘5’61)增压比↑，采用回热可使增压比不是很高。因此，带回热器的空气压缩制冷装置在深度冷冻及气体液化中得到应用。

原空气压缩制冷循环13’5’61,

带有回热器的空气压缩制冷循环1234561：但采用回热器的空气压缩制冷装置中，采用空气在回热器中的预热过程部分替代绝热压缩过程，降低了增压比，使压气机负荷（耗功）减小。回热循环1234561与高增压比无回热循环13’5’61的对比：循环吸热过程6-1相同，即制冷量相同；冷却器定压放热过程3-4和3’-5’的温度变化范围相同，放热量相同。因此，两者制冷系数相同。1-2—回热器中空气定压预热；2-3—压气机中空气绝热压缩；3-4—冷却器中空气定压放热；4-5—回热器中空气定压回热；5-6—膨胀机中空气的绝热膨胀；6-1—冷库换热器中空气定压吸热。SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-11问：采用回热循环制冷系数及制冷量是否提高？有何益处？SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-13例

设空气压缩制冷装置中压气机的增压比为5，冷库的温度为－10℃，环境温度为25℃，试求该装置的制冷系数及制冷量。若增压比降为4，则两者有何变化？SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-1410.4蒸汽喷射制冷循环

Steamjetrefrigerationcycle

热量利用系数::制冷量:工作蒸汽从锅炉所得到的热量SAM

10.5吸收式制冷循环AbsorptionrefrigerationcycleThermalEnergyEngineeringDepartment10-15吸收式制冷装置是采用液体汽化时吸热的特性来实现制冷的。（利用两种不同沸点物质组成的溶液的气液平衡特性来制冷）以消耗热能（即以热量由高温物质向低温环境传递）作为制冷循环的动力。吸收式制冷的热源往往可采用燃烧设备或工业废热。如溴化锂吸收式制冷就可用60℃以上的热水为热源。所采用的两种沸点不同的物质组成的二元混合物，通常称为“工质对”，其中沸点低的物质为制冷剂、沸点高的物质为吸收剂。溴化锂吸收式制冷机组:SAMThermalEnergyEngineeringDepartment10-16热量利用系数::制冷量:加热蒸汽发生器所需的热量ThermalEnergyEngineeringDepartment10-17SAM其工作流程：由发生器泵送来的温度比较低的溴化锂稀溶液经热交换器加热后进入发生器内，被发生器管簇内的工作蒸汽加热，由于溶液中的水的沸点比溴化锂低得多，因此，该稀溶液被加热到一定的温度后溶液中的制冷剂一部分水被汽化成为制冷剂水蒸气，制冷剂水蒸气经挡水板将其中所携带的液滴分离后水蒸气进入冷凝器，被冷凝器管簇内的冷却水冷却而凝结成制冷剂水。②制冷剂水经Ｕ形管降压节流后进入蒸发器内的水盘内，并由蒸发器泵送往蒸发器的喷淋装置。制冷剂水均匀地喷淋在蒸发器管簇的外表面，由于吸收了管内冷冻水的热量而汽化成为制冷剂水蒸气，管内冷冻水被冷却，以达到制冷的目的。③蒸发器内的制冷剂水蒸气经挡水板将其携带的液滴分离后进入吸收器，被从吸收器送来的喷淋在吸收器管束外表面的溴化锂中间液（从发生器经热交换器后的浓溶液与吸收器中的稀溶液混合成的中间液）所吸收。吸收过程中放出的热量被吸收器管簇内的冷却水带走，中间液吸收了制冷剂水蒸气而成为稀溶液，又被发生器泵送往热交换器后进入发生器中加热。如此不断循环，连续制冷。注意：从发生器出来的浓溶液温度高，从吸收器出来的稀溶液温度低；制冷的目的在于使冷冻水温度降低。

ThermalEnergyEngineeringDepartment10-18SAM本章小结掌握：4.蒸汽喷射制冷循环5.吸收式制冷循环了解：ThermalEnergyEngineeringDepartment10-19SAMInthischapterwehaveconsideredrefrigerationandheatpumpsystems,includingvaporsystemswheretherefrigerantisalternatelyvaporizedandcondensed,andgassystemswheretherefrigerantremainsagas.Thethreeprincipaltypesofrefrigerationandheatpumpsystemsdiscussedarethevaporcompression,absorption,andreversedBraytoncycles.Theperformanceofsimplevaporrefrigerationsystemsisdescribedintermsofthevapor-compressioncycle.Forthiscycle,wehaveevaluatedtheprincipalworkandheattransfersalongwithtwoimportantperformanceparameters:thecoefficientofperformanceandtherefrigerationcapacity.Wehaveconsideredtheeffectonperformanceofirreversibilityduringthecompressionprocessandintheexpansionacrossthevalve,aswellastheeffectofirreversibleheattransferbetweentherefrigerantandthewarmandcoldregions.Qualitativediscussionsarepresented