制冷原理與設備試題

1、中南大學考試試卷答案及評分標準 2006 - 2007 學年 下 學期 時間110分鐘 制冷與低溫原理 課程 64 學時 4 學分 考試形式： 閉 卷 專業(yè)年級： 熱動04級 總分100分，占總評成績 70 %注：此頁不作答題紙，請將答案寫在答題紙上一、 填空題（本題35分，每空1分）1、 請寫出5種不同的制冷方法： 蒸汽壓縮式制冷 、 吸附式制冷 、 吸收式制冷 、渦流管制冷/氣體膨脹制冷 、 絕熱放氣制冷/熱電制冷 等 。2、 按照國際統(tǒng)一的制冷劑命名規(guī)則，制冷劑氨的命名符號為 r717 ；制冷劑二氟一氯甲烷的命名符號為 r22 ；制冷劑四氟乙烷的命名符號為 r114 。混合制冷劑按其定壓

2、下相變時的熱力學特征可分為 共沸制冷劑 、 非共沸制冷劑 兩種。3、表征制冷劑的兩個環(huán)境影響指標的英文簡稱分別為 odp 和 gwp 。r12、r290和r22三種制冷劑中對臭氧層破壞最厲害的是 r12 ，其次是 r22 ， 無破壞的是 r290 。4、第二制冷劑按照其使用用途分，可分為兩類，其中一類是 載冷劑 ，它在使用過程中不發(fā)生相變；另一類是 蓄冷劑 ，它在使用過程中發(fā)生相變。5、兩級壓縮式制冷按節(jié)流方式的不同可分為 一級節(jié)流 、 二級節(jié)流 ；按中間冷卻器的冷卻形式不同又分為 中間完全冷卻 、 中間不完全冷卻 ；根據(jù)以上分類，采用氨作制冷劑的兩級壓縮式制冷系統(tǒng)常采用 一級節(jié)流中間完全冷卻

3、 的制冷循環(huán)形式。6、表征制冷循環(huán)經(jīng)濟性的指標主要有 制冷系數(shù) 、 熱力學完善度 兩個；對于兩個工況不同的制冷循環(huán)，通過比較 熱力學完善度 指標就可斷定其熱力學經(jīng)濟性方面的優(yōu)劣。7、熱力膨脹閥可分為 外平衡式 和 內平衡式 兩種，其中 外平衡式 適用于蒸發(fā)器壓降較高的場合。8、一般地，標準沸點低的制冷劑其臨界溫度 低 、 標準沸點高的制冷劑其臨界溫度 高 。標準沸點相近的制冷劑，分子量大的其氣化潛熱 小 、分子量小的其氣化潛熱 大 。9 按制冷劑在蒸發(fā)器內的充滿程度及蒸發(fā)情況，蒸發(fā)器的類型主要可分為 滿液式 、 干式 、 再循環(huán)式 。二、 判斷題（本題10分）1、 對容積式壓縮機，一般地氨制冷

4、劑的單級壓縮制冷循環(huán)，壓縮比一般不超過10。（ ）2、 制冷壓縮機的壓力比在3.0左右時電動機消耗的功率最小，因此，壓力比保持在3.0左右時制冷循環(huán)具有良好的性能系數(shù)。 （ ） 3、 干燥器和過濾器都是蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中必須安裝的輔助裝置。（ ）4、 若氨制冷劑中含有水分，將可能產(chǎn)生“鍍銅現(xiàn)象”，對制冷機運轉極為不利。 （ ）5、 制冷機與熱泵機由于使用目的的不同，在循環(huán)形式上有本質的區(qū)別，一個是反循環(huán)，一個是正循環(huán)。（ ）6、 制冷劑過熱包括有效過熱和無效過熱，實際制冷循環(huán)中應避免無效過熱，但有效過熱也不一定就對制冷循環(huán)有利。 （ ）7、 通過改善冷凝條件，適當降低冷凝壓力，增大制冷劑的過

5、冷度，這對制冷循環(huán)是有利的。 （ ）8、 r407c在定壓下蒸發(fā)具有相變溫度滑移特性，與實際有限大熱源溫變特點相適應，在熱泵應用中具有好的節(jié)能效果。 （ ）9、 電磁閥通常安裝在壓縮機吸氣口與蒸發(fā)器出口之間的連接管道上。 （ ） 10、 在保證氟利昂制冷裝置順利回油的前提下，應設法減少吸入管道的壓力損失。 （ ） 三、選擇題（本題10分）1、 下列哪種制冷劑在蒸發(fā)過程中將產(chǎn)生溫度滑移？（ d ） a) r502 b) r142b c) r600 d) r407c 2、 欲制取-110的低溫，需選取下列哪種蒸氣壓縮式制冷？ （ d ） a) 單級壓縮 b) 兩級壓縮 c) 兩個單級系統(tǒng)復疊 d)

6、 一個單級與一個兩級系統(tǒng)復疊 3、 采用變頻壓縮機的制冷裝置應采用下列哪種節(jié)流裝置（ c ） a) 毛細管 b)熱力膨脹閥 c) 電子膨脹閥 d) 浮球閥4、某工人利用瓶裝高壓氮氣進行較長時間的放氣作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)氮氣瓶壁結霜，這是基于下列哪種制冷原理（ d ） a) 蒸氣噴射式制冷 b) 渦流管制冷 c) 空氣膨脹制冷 d) 絕熱放氣制冷5、在兩個單級壓縮制冷循環(huán)構成的復疊式制冷系統(tǒng)中，在下列給出的制冷劑中，低溫級部分采用對環(huán)境危害較小的制冷劑應為（ d ），高溫級部分采用的氟量昂制冷劑應為（ b ）。a) r13 b) r22 c) r11 d) r23 e) r717 f) r7446、下列

7、哪個對氨單級壓縮制冷循環(huán)的性能影響是不利的。 （ d ）a) 制冷劑液體過冷 b) 降低吸入管道壓降 c) 及時排除不凝性氣體 d) 采用回熱器7、 下列哪一種冷凝器對冷卻水的水質要求最低？ （ b ） 在干燥缺水的地區(qū)，采用哪種冷凝器的冷凝效果最好？（ e ） a) 臥式殼管式冷凝器 b) 立式殼管式冷凝器c) 套管式冷凝器 d) 殼盤管式冷凝器e) 蒸發(fā)式冷凝器 f) 螺旋板式冷凝器8、由于氨制冷劑與潤滑油的相溶性較差,采用氨作制冷劑的大中型制冷系統(tǒng)中除了需設置油分離器外,還需設置 （ d ）以確保順利放油。a) 儲液器 b) 過濾器 c) 氣液分離器 d) 集油器四、簡答題 （本題30分

8、，）1. 畫出冷卻液體型干式蒸發(fā)器的結構簡圖并簡要說明其特點，該蒸發(fā)器適宜采用哪一類節(jié)流機構？（6分）圖 直管式干式蒸發(fā)器答：如下圖所示：制冷劑在管內流動，載冷劑在管外流動。機器運轉時制冷劑從左端蓋的下部進入，經(jīng)一次（或多次）往返后氣化，產(chǎn)生的蒸氣從端蓋上部的導管引出。由于制冷劑在氣化過程中蒸氣量逐漸增多，比容不斷增大，在多流程的蒸發(fā)器中每流程的管子數(shù)也依次增多，以適應比容的增大。載冷劑從蒸發(fā)器的左端流入，右端流出。為了提高載冷劑的流速，并使載冷劑更好地與管外壁接觸，在蒸發(fā)器殼體內裝有折流板。2. 簡述帶回熱器的單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的基本工作原理并畫出系統(tǒng)簡圖。 (6分)圖 回熱循環(huán)的系統(tǒng)圖

9、a-壓縮機；b-冷凝器；c-節(jié)流閥；d-回熱器；e-蒸發(fā)器答：如圖所示：出蒸發(fā)器的飽和蒸汽1經(jīng)過回熱器后變成過熱蒸氣1，再經(jīng)壓縮機壓縮后的成高溫高壓氣體2，經(jīng)冷凝器中的冷卻介質帶走熱量，冷凝成飽和液體3，在經(jīng)過回熱器成為過冷液體3，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓，再進入蒸發(fā)器內蒸發(fā)。在系統(tǒng)中增加一個回熱器，使制冷劑液體過冷，低溫蒸氣有效過熱。3. 試比較兩級壓縮制冷和復疊式制冷，為什么要采用不同的形式？ （6分）答：不同點：（4分）a、 兩級壓縮制冷使用同一種制冷劑，復疊式采用兩種不同制冷劑，高溫部分使用中文制冷劑，低溫部分使用低溫制冷劑；b、 雙級壓縮機有中間冷卻器，復疊式為冷凝蒸發(fā)器；c、 兩級壓縮系統(tǒng)

10、的制冷劑循環(huán)為封閉式的單獨制冷循環(huán)，其制冷劑可在高、低壓縮機種自由流通。復疊式制冷的兩種制冷劑分別在各自的高低溫的壓縮機中單獨循環(huán)；d、 復疊式的獲得更低的蒸發(fā)溫度。兩級壓縮目的是使壓縮比下降。相同點：都采用多臺壓縮機。（1分）因為為了獲得更低溫度，采用單一制冷劑的多級壓縮循環(huán)仍將受到蒸發(fā)壓力過低，甚至使制冷劑凝固限制。復疊式制冷時制冷劑組滿足在低溫下蒸發(fā)時具有合適的蒸發(fā)壓力，又滿足在環(huán)境溫度下冷凝時具有適中的冷凝壓力。（2分）4. 試利用壓焓圖分析單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中當冷凝溫度不變時，蒸發(fā)溫度下降對制冷循環(huán)性能的影響。（6分）圖 發(fā)溫度變化時循環(huán)的變化情況答：考慮到理論循環(huán)的情況（不存在

11、過熱和過冷） 而當蒸發(fā)溫度下降時 顯然 因此即當蒸發(fā)溫度下降時，單位制冷量減小，單位容積制冷量減小，壓縮機的理論比功增大。冷凝器單位熱負荷增大，壓縮終了溫度升高，制冷系數(shù)降低。5. 經(jīng)測試某戶人家采用相同的制冷劑的廚房冰箱(蒸發(fā)溫度18)和家用空調(蒸發(fā)溫度5)的cop分別為1.3和2.6，于是就認為他家冰箱的制冷性能不好，請你幫他診斷一下（注：測試時環(huán)境溫度都為33，冰箱冷凝溫度比環(huán)境溫度高10，空調冷凝溫度比環(huán)境溫度高5）。（6分）答：冰箱：蒸發(fā)溫度 冷凝溫度 其卡諾循環(huán)制冷系數(shù) 冰箱的熱力完善度 空調：蒸發(fā)溫度 冷凝溫度 其卡諾循環(huán)制冷系數(shù) 冰箱的熱力完善度 因此：空調和冰箱其各自冷凝、蒸發(fā)溫度不同，故不能從cop的大小來判斷它們的制冷性能好壞，而熱力完善度已經(jīng)含有能量品味，可以用來直接比較，因由此冰箱的制冷性能更好。五、計算題 (本題15分)12345hlg p76某空調制冷系統(tǒng)，下圖為其制冷循環(huán)的循環(huán)壓焓圖。已經(jīng)環(huán)境溫度為38，冷凝器傳熱溫差tk=5，冷凝器出口為飽和液體，制冷劑經(jīng)過冷器后過冷度為3；蒸發(fā)溫度，蒸發(fā)器出口為飽和制冷劑