制冷原理與裝置作業(yè)答案

1、第1,2章 習(xí)題1. R22從壓縮機(jī)排出時(shí)的壓力為2.0Mpa，溫度為90，試確定該制冷劑此時(shí)的比體積，比焓，比熵和過(guò)熱度。答：通過(guò)查R22的lgp-h圖可以得出：v0.01457m3/kg，h=455.2Kj/kg，s=1.793Kj/Kg.K，ts=51.27, t=90-51.27=38.73。2. 在lgp-h圖上標(biāo)出制冷劑R134a在壓力為0.15MPa比焓為500kJ/kg的點(diǎn)，并說(shuō)明其處于什么狀態(tài)？(畫簡(jiǎn)圖標(biāo)出）。答：如圖所示，該點(diǎn)處于過(guò)熱狀態(tài)。0.15Mpalgph500KJ/Kg3. 寫出下列制冷劑的化學(xué)分子式，并將“R”換成可判別其是否破壞臭氧層情況的新代號(hào)。R12，R50

2、，R23，R13，R32，R14，R115，R22，R134a，R600a，R123答：各制冷劑的分子式和新代號(hào)如下表所示：制冷劑分子式新代號(hào)R12CF2Cl2CFC12R50CH4HC50R23CHF3HFC23R13CF3ClCFC13R32CH2F2HFC32R14CF4FC14?R115C2F5Cl或CF2ClCF3CFC115R22CHF2ClHCFC22R134aC2H2F4或CH2FCF3HFC134aR600aC4H10或CH(CH3)3HC600aR123C2HF3Cl2或CHCl2CF3HCFC1234. 已知R134a的標(biāo)準(zhǔn)(正常)氣化潛熱R=214.86kJ/kg, 試

3、對(duì)例-的第(5)步重新計(jì)算氣化熱r,飽和液體的比焓hsl和飽和液體的比熵Ssl。答：（1）根據(jù)飽和蒸氣壓公式（2-2）:計(jì)算在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力(pb=1.01325×105 pa)下的飽和溫度，得tb=-26.14。根據(jù)氣化熱公式（2-3）:可以計(jì)算出-20下的氣化熱為：210.8 kJ/kg已經(jīng)該溫度下的飽和蒸氣比焓和比熵分別為： kJ/kg， kJ/kg.K。由于飽和液體的比焓等于飽和蒸氣的比焓減去氣化熱，飽和液體的比熵等于飽和蒸氣的比熵減去氣化熱與絕對(duì)溫度的商，所以：飽和液體的焓為：173.9 kJ/kg;飽和液體的熵為：0.9015 kJ/kg.K5. 試說(shuō)明礦物潤(rùn)滑油和聚酯

4、類潤(rùn)滑油分別用于哪些制冷劑？答：礦物潤(rùn)滑油用于R11、R12、R600a、R22等極性較弱或非極性制冷劑中，聚酯類潤(rùn)滑油用于R134a、R407C等極性較強(qiáng)的制冷劑中。6. 請(qǐng)說(shuō)明ODP的含義, 請(qǐng)說(shuō)明GWP, HGWP, TEWI的含義及相互關(guān)系答：ODP是Ozone Depletion Potential的縮寫，表示對(duì)大氣臭氧層消耗的潛能值，以R11作為基準(zhǔn)值，其值被人為規(guī)定為1.0GWP是Global Warming Potential的縮寫，表示對(duì)溫室氣體排放入大氣后所直接造成的全球變暖效應(yīng)，以CO2為基準(zhǔn)，規(guī)定其值為1.0。HGWP也是表示溫室氣體排入大氣后所直接造成的全球變暖效應(yīng)，

5、以R11為基準(zhǔn)，規(guī)定其值為1.0，HGWP值是GWP值的3500倍。TEWI是Total Equivalent Warming Impact的縮寫，表示溫室氣體的總等效溫室效應(yīng)，包括兩部分：第一部分是直接溫室效應(yīng)（Direct Warming Impact），它是指溫室氣體的排放、泄漏以及系統(tǒng)維修或報(bào)廢時(shí)進(jìn)入大氣后對(duì)溫室效應(yīng)的影響，可以表示為溫室氣體的GWP值與排放總和的乘積；第二部分是間接溫室效應(yīng)（Indirect Warming Impact），使用這些溫室氣體的裝置因耗能引起的二氧化碳排放所帶來(lái)的溫室效應(yīng)。第3章 習(xí)題1. 蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中的主要設(shè)備和輔助設(shè)備有哪些？各自的主要作用是

6、什么?主要設(shè)備：(1) 壓縮機(jī)：通過(guò)壓縮使制冷劑由低溫低壓的蒸汽變?yōu)楦邷馗邏簹怏w，完成壓縮過(guò)程。(2) 冷凝器：高溫高壓過(guò)熱制冷劑氣體在冷凝器中冷卻冷凝成制冷劑液體，完成冷卻過(guò)程。(3) 節(jié)流元件：壓力、溫度降低，節(jié)流前后焓值不變，完成降溫過(guò)程。(4) 蒸發(fā)器：低溫低壓兩相制冷劑吸熱蒸發(fā)，變成低溫低壓制冷劑氣體，完成制冷過(guò)程。輔助設(shè)備：(1) 干燥過(guò)濾器：去除制冷系統(tǒng)中的微量水分和雜質(zhì)，一般安裝在節(jié)流元件之前。(2) 油分離器：一般安裝在壓縮機(jī)排氣口，分離制冷劑和潤(rùn)滑油，使大部分潤(rùn)滑油會(huì)到壓縮機(jī)，在螺桿壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)中常用，在多級(jí)得低溫制冷系統(tǒng)中為了防止低溫下潤(rùn)滑油凍結(jié)的危害也常安裝油分離器。

7、在家用空調(diào)和冰箱中一般不使用。(3) 儲(chǔ)液器：在中大型制冷系統(tǒng)中使用，一般安裝在冷凝器之后，節(jié)流元件之前，可調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)量，安裝儲(chǔ)液器的制冷系統(tǒng)對(duì)制冷劑的充注量相對(duì)不敏感。(4) 氣液分離器：一般安裝在壓縮機(jī)的吸氣口與蒸發(fā)器的出口之間，防止壓縮機(jī)液擊。(5) 回?zé)崞鳎涸谟谢責(zé)岬闹评湎到y(tǒng)中使用，使冷凝器出口的高壓常溫制冷劑液體與蒸發(fā)器出口的低壓低溫制冷劑蒸氣進(jìn)行熱交換，使得進(jìn)入節(jié)流元件的制冷劑液體過(guò)冷，進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口得制冷劑蒸氣過(guò)熱，防止壓縮機(jī)吸入制冷劑液體。(6) 高低壓保護(hù)器：高壓保護(hù)器安裝在壓縮機(jī)排氣口，以毛細(xì)管引入排氣壓力進(jìn)入高壓保護(hù)器，當(dāng)排氣壓力過(guò)高時(shí)，使壓縮機(jī)停機(jī)以壓縮

8、機(jī)；低壓保護(hù)器安裝在壓縮機(jī)吸氣口，以毛細(xì)管引入吸氣壓力進(jìn)入低壓保護(hù)器，當(dāng)吸氣壓力過(guò)低時(shí)，使壓縮機(jī)停機(jī)以壓縮機(jī)。(7) 過(guò)冷器：安裝于冷凝器之后，節(jié)流元件之間，對(duì)冷凝器出口的制冷劑進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻，以保證節(jié)流前的制冷劑過(guò)冷，可提高制冷系統(tǒng)的制冷量，并防止兩相高壓制冷劑進(jìn)入節(jié)流元件，一般小型制冷系統(tǒng)不使用，回?zé)崞骶哂羞^(guò)冷器得功能。2. 何謂制冷系數(shù)？何謂熱泵制熱系數(shù)？制冷系數(shù)與熱泵制熱系數(shù)的值范圍如何？(1) 制冷系數(shù)：e (COP, Coefficient Of Performance), 是指單位功耗所能獲得的冷量。也稱制冷性能系數(shù)，是制冷系統(tǒng)（制冷機(jī)）的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。制冷性能系數(shù)大，

9、表示制冷系統(tǒng)（制冷機(jī)）能源利用效率高。這是與制冷劑種類及運(yùn)行工作條件有關(guān)的一個(gè)系數(shù)，為一無(wú)量綱數(shù)。 一般蒸氣壓縮制冷空調(diào)系統(tǒng)的COP值為2.6-3.8左右（國(guó)內(nèi)），國(guó)外最高可達(dá)6左右（日本）。家用冰箱的COP一般為1.52.5左右。(2) 熱泵制熱系數(shù)：稱為熱泵系數(shù)，或者eh表示，單位制熱量與單位功耗之比。在同一套熱泵系統(tǒng)中，同一溫區(qū)時(shí)有：1e，對(duì)于蒸氣壓縮系統(tǒng)，其熱泵系數(shù)大于1。3. 在什么情況下把壓縮機(jī)吸氣口處的制冷劑蒸氣過(guò)熱稱為“有害過(guò)熱”？制冷劑蒸氣在被冷卻空間以外吸取環(huán)境空氣的熱量而過(guò)熱，這種過(guò)熱稱為“有害過(guò)熱”或者“無(wú)效過(guò)熱”。4. 將教材圖3-13的實(shí)際循環(huán)表示在TS圖

10、上。5-6 是由于蒸發(fā)器內(nèi)有阻力損失，所以是向右下方傾斜。 6-1s ：可看作是先等壓過(guò)熱到a，再由a等焓節(jié)流到1s。 1s-2s：壓縮過(guò)程，實(shí)際并不是絕熱等熵壓縮。 2s-b：排氣過(guò)程的冷卻情況 b-c：排氣管中的壓降 c-3-4：冷凝冷卻過(guò)程，有流動(dòng)阻力損失。所以向左下傾斜。 4-5：實(shí)際節(jié)流同環(huán)境有熱交換，所以熵增加。5. 一蒸汽壓縮制冷理論循環(huán)，用R22作制冷劑，蒸發(fā)溫度-5，冷凝溫度30，在壓-焓圖上畫出該循環(huán)，并計(jì)算：（1）單位壓縮功；（2）單位制冷量；（3）單位冷凝負(fù)荷；（4）制冷系數(shù)。查R22的飽和狀態(tài)表和lgp-h圖的以下參數(shù)：h1 = 403.5kJ/kg, h3 =h4

11、= 236.6kJ/kg, h2 = 429.3kJ/kg.（1） 單位制冷量 q0=h1-h3=h1-h4=403.5-236.6=166.9kJ/kg（2） 單位理論功 w0=h2-h1=429.3-403.5=25.8kJ/kg（3） 單位冷凝負(fù)荷 qk=h2-h3=429.3-236.6=192.7kJ/kg（4） 制冷系數(shù) =q0/w0=166.9/25.8=6.476. 某制冷系統(tǒng)的制冷劑為R22，產(chǎn)冷量為80kW。采用蒸汽壓縮的回?zé)崂碚撗h(huán)。蒸發(fā)溫度為-10，吸氣過(guò)熱度tR=10，冷凝溫度為42。計(jì)算：（1）制冷壓縮機(jī)進(jìn)口處的制冷劑體積流量；（2）回?zé)崞鞯呢?fù)荷；（3）壓縮機(jī)的功率

12、；（4）蒸發(fā)器入口處混合物中蒸汽分?jǐn)?shù)，分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)表示。查R22的飽和狀態(tài)表、過(guò)熱蒸汽表和lg-h圖的以下參數(shù)：h1=410kJ/kg, h2 = 450 kJ/kg, h3 =252kJ/kg. h0=401kJ/kg ，h4'=188.4 kJ/kgv'=0.0007587 m3/kg , v''=0.06535m3/kg , v1=0.07 m3/kg由回?zé)崞鞯臒崞胶怅P(guān)系 h1-h0=h3-h3' 即 410-401=252-h3' 得 h3'=243kJ/kg=h4 所以，回?zé)崞鞯膯挝回?fù)荷為 h1-h0=9 kJ/kg

13、(1) 單位質(zhì)量制冷量 q0=h0-h4=401-243=158kJ/kg質(zhì)量流量 qm=Q0/q0=80/158=0.506kg/s壓縮機(jī)進(jìn)口體積流量 qv=qm×v1=0.506×0.070=0.035m3/s(2) 回?zé)崞鞯呢?fù)荷為 Q'=qm*9=9*0.506=4.55kW(3) 單位理論功 w0=h2-h1=450-410=40kJ/kg 壓縮機(jī)功率 w=w0×qm=40×0.506=20.24kW(4) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)x為： 所以其蒸氣與液體的體積比 ：所以蒸汽的體積分?jǐn)?shù)y為： 7. 欲以一臺(tái)106F（6FS10）型壓縮機(jī)配給一座小型冷藏庫(kù)

14、，庫(kù)溫要求tc=-10。水冷冷凝器的冷卻水平均溫度tw=30，試作運(yùn)行工況下制冷機(jī)系統(tǒng)的熱力計(jì)算。已知壓縮機(jī)參數(shù)：缸徑D=100mm，行程s=70mm，氣缸數(shù)Z=6，轉(zhuǎn)數(shù)n=1440r/min，蒸發(fā)器傳熱溫差取t0=10，且出口處有過(guò)熱度，吸氣管路過(guò)熱也為，冷凝器的傳熱溫差取tk=，出口液體過(guò)冷溫度為32，壓縮機(jī)的機(jī)械效率m=0.9，指示效率i=0.65，輸氣系數(shù)=0.6，制冷劑選用R22，求q0,qv,w0,wi,0,i,qvh,qvs,qm,Q0,P0,Pi,Pe,Qk 。解： 根據(jù)已知條件，制冷機(jī)在以下工況運(yùn)行(如上圖所示)。tk=tw+tk=30+5=35t0=tc-t0=-10-10

15、=-20t1=t0+5+5=-20+5+5=-10t3=32查R22熱力性質(zhì)圖表可得：點(diǎn)號(hào)P（MPa）t ()h (kJ/kg) (m3/kg)10.245-15400.7510.245-10404.020.095221.355448.031.35532239.23q0,qv,w0,wi,0,i,qvh,qvs,qm,Q0,P0,Pi,Pe,Qk循環(huán)計(jì)算如下：（1） 單位質(zhì)量制冷量q0=h1-h4=400.75-239.23=161.52 kJ/kg（2） 單位容積制冷量qv= q0/= 161.52/0.0952=1696.64 kJ/m3（3）理論比功 w0= h2-h1=448-404.

16、02=43.98 kJ/kg（4）指示比功 wi=w0/i=43.98/0.65=67.77 kJ/kg (5) 制冷系數(shù)0=q0/w0=161.52/43.98=3.67i= q0/wi=161.52/67.77= 2.39(6) 理論輸氣量qvh=0.079 m3/s(7) 實(shí)際輸氣量qvs=(8) 制冷機(jī)的工質(zhì)流量qm=(9) 制冷機(jī)的總制冷量Q0=(10) 壓縮機(jī)的功率消耗理論功率：P0=qmw0=0.5*43.98=21.99kW指示功率：Pi= qmwi=0.5*67.66=33.83kW軸功率：Pe=(11) 冷凝器的熱負(fù)荷h2s=h1+=471.68kJ/kgQk=第四章習(xí)題答

17、案1. 描述兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)和復(fù)疊壓縮制冷循環(huán)。答：兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)：是制冷劑氣體從蒸發(fā)壓力提高到冷凝壓力的過(guò)程分兩個(gè)階段（先經(jīng)低壓級(jí)壓縮到中間壓力，中間壓力下的氣體經(jīng)過(guò)中間冷卻后再到高壓級(jí)進(jìn)一步壓縮到冷凝壓力）的制冷循環(huán)。根據(jù)中間冷卻過(guò)程和節(jié)流次數(shù)不同，兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)主要分為：一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)，一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)；兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)，兩級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)。以解決較大壓比時(shí),壓縮機(jī)輸氣系數(shù)或效率太低和排氣溫度過(guò)高問(wèn)題。 復(fù)疊壓縮制冷循環(huán)：使用兩種或兩種以上的制冷劑，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的單級(jí)或雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)組成。高溫級(jí)使用中溫制冷劑，承擔(dān)高溫段的制冷，低溫級(jí)使用低溫

18、制冷劑，承擔(dān)低溫段的制冷，系統(tǒng)之間采用冷凝蒸發(fā)器銜接起來(lái)，高溫級(jí)的中溫制冷劑在冷凝蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)制冷，使低溫級(jí)的低溫制冷劑在冷凝蒸發(fā)器內(nèi)被冷凝成液體，確保低溫工質(zhì)得到冷凝，以獲得較低的制冷溫度。2. 說(shuō)明采用兩級(jí)壓縮循環(huán)與復(fù)疊壓縮循環(huán)的原因。答：為獲得低溫而采用兩級(jí)壓縮或復(fù)疊壓縮制冷循環(huán)，主要有兩方面原因：（1）單級(jí)壓縮蒸氣制冷循環(huán)壓比的限制；(2)制冷劑熱物理特性的限制。所 以，為了獲得比較低的溫度（4060），同時(shí)又能使壓縮機(jī)的工作壓力控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，就要采用兩級(jí)壓縮循環(huán)。為了獲得更低的溫度（60120），同時(shí)又能使壓縮機(jī)的工作壓力控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，就要采用復(fù)疊循環(huán)。一般，兩個(gè)

19、單級(jí)壓縮制冷循環(huán)復(fù)疊用于獲取6080低溫；三個(gè)單級(jí)壓縮制冷循環(huán)復(fù)疊用于獲取80120低溫。3. 根據(jù)節(jié)流級(jí)數(shù)和中間冷卻方式不同，兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)分哪些基本形式？并分別在P-h圖上表示出一級(jí)節(jié)流的二種中間冷卻循環(huán)。答：根據(jù)中間冷卻過(guò)程和節(jié)流次數(shù)不同，兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)主要分為：一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)，一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)；兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)，兩級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)。一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)：一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)：4. 兩級(jí)壓縮制冷機(jī)與復(fù)疊式制冷機(jī)的起動(dòng)特性有何異同？為什么？ 答：兩級(jí)壓縮制冷機(jī)的起動(dòng)，應(yīng)先起動(dòng)高壓級(jí)壓縮機(jī)，等到滿足低壓級(jí)壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)配用功率后，再起動(dòng)低壓級(jí)

20、壓縮機(jī)。以保證高低壓級(jí)壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率配備得到合理的利用。復(fù)疊式制冷機(jī)起動(dòng)時(shí)，應(yīng)先起動(dòng)高溫級(jí)，使低溫級(jí)制冷劑在冷凝蒸發(fā)器內(nèi)得以冷凝，當(dāng)冷凝壓力不超過(guò)1600kPa時(shí)，可起動(dòng)低溫級(jí)，保證系統(tǒng)安全投入運(yùn)行。在低溫級(jí)系統(tǒng)設(shè)置了膨脹容器的情況下，高溫級(jí)和低溫級(jí)可以同時(shí)起動(dòng)。5. 一套中間完全冷卻、一級(jí)節(jié)流兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，選用氨作為制冷劑，其工作條件：制冷量QO=150KW;冷凝溫度TK=40,中間冷卻器中過(guò)冷盤管的冷端溫差為5;蒸發(fā)溫度T0= - 40;管路有害過(guò)熱T=5;中間溫度取TM= -5。設(shè)高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的絕熱效率和指示效率分別為g=0.7、ig=0.85 、d=0.67 、id=0

21、.83,高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)分別為g=0.73、d=0.65,試對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行熱力計(jì)算。答：本題目p-h圖如圖所示。循環(huán)各狀態(tài)點(diǎn)熱力參數(shù)見下表：狀態(tài)點(diǎn)01223445789P（Bar）0.7280.7283.5633.5633.56315.78615.78615.7863.56315.7860.728t()-40-35-540-50-40h（kJ/kg）1405.261419.31636.81454.391668.42385.96385.96198.25198.25v(m3/kg)1.5880.34(1) 單位質(zhì)量制冷量 所以低壓級(jí)壓縮機(jī)的制冷劑流量 根據(jù)中間冷卻器的熱平衡關(guān)系 得 （2）

22、 低壓級(jí)壓縮機(jī)的理論輸氣量 高壓級(jí)壓縮機(jī)的理論輸氣量 （3） 低壓級(jí)壓縮機(jī)的實(shí)際功率 高壓級(jí)壓縮機(jī)的實(shí)際功率所以，理論制冷系數(shù) 實(shí)際制冷系數(shù) （4）冷凝器的理論熱負(fù)荷6. 某冷庫(kù)需要建設(shè)一套兩級(jí)壓縮中間完全冷卻的制冷循環(huán)，制冷劑為R717。其工作條件為：制冷量Q0=100kw，冷凝溫度tk=40，蒸發(fā)溫度t0= -30，假設(shè)中間溫度tm=0，壓縮機(jī)吸氣有害過(guò)熱度t1=5，冷凝器的過(guò)冷度t2=5，高壓液體在中間冷卻器的進(jìn)出口溫差t3=8。試計(jì)算：（1） 該制冷循環(huán)過(guò)程中高壓級(jí)、低壓級(jí)制冷劑的質(zhì)量流量；（2） 該制冷壓縮循環(huán)中高壓級(jí)、低壓級(jí)制冷劑的理論輸氣量（高壓級(jí)輸氣系數(shù)取g=0.73，低壓級(jí)輸

23、氣系數(shù)取d=0.65）；（3） 該制冷系統(tǒng)的理論制冷系數(shù)；（4） 冷凝器的理論熱負(fù)荷。答： 本題目p-h圖如圖1循環(huán)各狀態(tài)點(diǎn)熱力參數(shù)見下表：狀態(tài)點(diǎn)0123455660P（Bar）1.24.34.315.7815.7815.784.315.781.21.2t()-2504035027-30-30h（kJ/kg）1435.091607.021459.651643.86385.86363.16363.16324.56324.561421.05v(m3/kg)0.9830.288 圖1 R717的lgp-h圖(1) 單位質(zhì)量制冷量 所以低壓級(jí)壓縮機(jī)的制冷劑流量 根據(jù)中間冷卻器的熱平衡關(guān)系 得 （2）

24、低壓級(jí)壓縮機(jī)的理論輸氣量 高壓級(jí)壓縮機(jī)的理論輸氣量 （3） 低壓級(jí)壓縮機(jī)的理論功率 高壓級(jí)壓縮機(jī)的理論功率所以，理論制冷系數(shù) （5） 冷凝器的理論熱負(fù)荷7. 某實(shí)驗(yàn)冷庫(kù)采用R22兩級(jí)壓縮一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)和R23單級(jí)壓縮組成的復(fù)疊制冷循環(huán)，制冷系統(tǒng)的總制冷量Q0=150kw，高溫部分的冷凝溫度tkg=35，低溫部分的蒸發(fā)溫度t0=-60，低溫部分的冷凝溫度tkd=-30，低溫部分采用回?zé)嵫h(huán)（高溫部分未回?zé)幔?，回?zé)崞髦袣怏w溫升t1=10，高溫部分的高壓液體在中間冷卻器中的溫降t2=30，冷凝蒸發(fā)器的傳熱溫差t3 =5，高溫級(jí)中間溫度tm=-5。試作理論循環(huán)計(jì)算：（1） 低溫級(jí)壓縮機(jī)制冷

25、劑的質(zhì)量流量；（2） 高溫級(jí)中高、低壓級(jí)制冷劑的質(zhì)量流量；（3） 低溫級(jí)壓縮機(jī)的理論功率；（4） 高溫級(jí)中高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的理論功率；（5） 該制冷循環(huán)的理論制冷系數(shù)。 答：下圖是復(fù)疊壓縮制冷循環(huán)高溫部分R22和低溫部分R23的lgp-h圖由題意可知：循環(huán)各狀態(tài)點(diǎn)熱力參數(shù)見下表：狀態(tài)點(diǎn)012344P（Bar）3.1443.14410.13910.13910.1393.144t()-60-50-30-60h（kJ/kg）334341.67373154v(m3/kg)0.0784狀態(tài)點(diǎn)56778991010P（Bar）1.3254.2514.2514.25113.49113.4914.25113.

26、4911.325t()-35-535-55-35h（kJ/kg）390.89418.53403.05242.79242.79205.58205.58v(m3/kg)0.165 (1) 由回?zé)崞鞯臒崞胶怅P(guān)系 所以,低溫級(jí)壓縮機(jī)單位制冷量低溫級(jí)壓縮機(jī)的制冷劑質(zhì)量流量 冷凝蒸發(fā)器的負(fù)荷 忽略冷凝蒸發(fā)器漏熱量,則可得 (2) 查復(fù)疊壓縮高溫部分R22的熱力性質(zhì)圖表得以下參數(shù) 所以,高溫級(jí)中低壓級(jí)壓縮機(jī)制冷劑流量 由中間冷卻器的熱平衡關(guān)系得 所以,混合狀態(tài)點(diǎn)7,由 得 查R22物性圖得 h8=448.26kJ/kg (3) 低溫級(jí)壓縮機(jī)的理論功率 (4) 高溫級(jí)中高壓級(jí)壓縮機(jī)的理論功率高溫級(jí)中低壓級(jí)壓縮

27、機(jī)的理論功率 (5) 該制冷循環(huán)的理論制冷系數(shù)第5章 習(xí)題1. 某單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)中吸收器的壓力為7mmHg(1 mmHg=1.36×10-3kgf/cm2 ,1mmHg=133.32Pa),溶液泵進(jìn)口溫度T2=42；發(fā)生器的壓力為70mmHg,濃溶液出口溫度為94。求：1.溶液泵進(jìn)口處溶液濃度和焓值。2.發(fā)生器出口處溶液濃度和焓值、所產(chǎn)生的冷劑蒸汽的焓值h5、h4。3.單位制冷量。答：（1）由于知道溶液泵進(jìn)口處的壓力和溫度分別為7mmHg和42，所以可以從h-圖上查出溶液泵進(jìn)口處的溶液濃度為58%，焓值為63kcal/kg。（2）由于知道發(fā)生器出口處的壓力和溫度分別為70mm

28、Hg和94，所以可以從液相h-圖上查出發(fā)生器出口處的溶液濃度為62.5%，焓值為83kcal/kg。查汽相h-圖可以得出冷劑蒸汽的焓值為h5=738 kcal/kg，h4734 kcal/kg。（3）由h-圖可查得：h1=696 kcal/kg，h3=80 kcal/kg，所以單位制冷量為：q0= h1-h3=696-80=616 kcal/kg=2587.2kJ/kg。2. 某單效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的稀溶液和濃溶液濃度分別為a=58%、r=62%,溶液熱交換器中濃溶液的進(jìn)、出口溫度分別為94和60，稀溶液的進(jìn)口溫度42。求：1.單位制冷劑循環(huán)量的溶液熱交換器熱負(fù)荷：2.稀溶液的出口溫度：3

29、.如制冷劑的循環(huán)量為300Kg/h,求溶液熱交換器熱負(fù)荷。答：（1）由h-圖可查得：h4=77 kcal/kg，h8=67 kcal/kg，所以單位制冷循環(huán)量的溶液熱交換器熱負(fù)荷為： Kcal/kg（2）由h-圖可查得：h2=63 kcal/kg，對(duì)于稀溶液側(cè)有：，所以稀溶液的出口焓為：72.35 Kcal/kg由h-圖可查得：t7=67（3）=43500 kJ/h=12.083 kJ/s3. 分別寫出單效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)、兩效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)、氨水吸收式制冷循環(huán)的熱平衡關(guān)系式；寫出對(duì)應(yīng)的蒸汽壓縮制冷循環(huán)能量平衡關(guān)系式；對(duì)四個(gè)關(guān)系式的意義于以說(shuō)明、對(duì)比。答：各制冷循環(huán)的熱平衡或能量平衡

30、關(guān)系式如下：（1）單效溴化鋰吸收式：，即發(fā)生器和蒸發(fā)器吸收的熱量等于吸收器和冷凝器放出的熱量；（2）兩效溴化鋰吸收式：，即高壓發(fā)生器和蒸發(fā)器吸收的熱量等于吸收器和冷凝器放出的熱量；（3）氨水吸收式：，即發(fā)生器和蒸發(fā)器吸收的熱量等于吸收器、冷凝器和分凝器放出的熱量；（4）蒸汽壓縮式：，即蒸發(fā)器吸收的熱量加上壓縮機(jī)輸入的功等于冷凝器放出的熱量。通過(guò)比較單效溴化鋰和兩效溴化鋰制冷循環(huán)，可以發(fā)現(xiàn)：它們的熱平衡關(guān)系式基本相同，雙效循環(huán)中驅(qū)動(dòng)高、低壓發(fā)生器的熱量均來(lái)自于高壓發(fā)生器吸收的熱量。通過(guò)比較單、兩效溴化鋰循環(huán)和氨吸收式循環(huán)，可以發(fā)現(xiàn)：它們的熱平衡關(guān)系式左邊部分基本相同，右邊部分略有不同，氨吸收循環(huán)

31、多了分凝器放熱量R。通過(guò)比較吸收式循環(huán)和蒸氣壓縮式循環(huán)，可以發(fā)現(xiàn)：蒸氣壓縮式循環(huán)左邊輸入能量是由壓縮機(jī)輸入的機(jī)械能和蒸發(fā)器吸收的熱量?jī)刹糠纸M成，右邊輸出能量是由冷凝器放出的熱量，比吸收式循環(huán)的關(guān)系式要簡(jiǎn)單。4. 對(duì)于有回?zé)岷蜔o(wú)回?zé)岬膲嚎s式氣體制冷循環(huán)，如果工作的溫度范圍相同，單位制冷量相同，那么兩者的理論制冷系數(shù)是否相同？實(shí)際制冷系數(shù)是否相同？為什么？答：根據(jù)公式推導(dǎo)，對(duì)于有回?zé)岷蜔o(wú)回?zé)岬膲嚎s式氣體制冷循環(huán)，如果工作的溫度范圍相同，單位制冷量相同，那么兩者的理論制冷系數(shù)是相同的，但是實(shí)際制冷系數(shù)是不相同的，因?yàn)榛責(zé)嵫h(huán)壓力比小，以致壓縮機(jī)和膨脹機(jī)單位功也小，其功率也小，因而大大減少了壓縮過(guò)程、

32、膨脹過(guò)程以及熱交換過(guò)程的不可逆損失，所以回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)比無(wú)回?zé)嵫h(huán)的要大。5. 簡(jiǎn)述氣體渦流制冷、熱電制冷的工作原理？答：氣體渦流制冷的工作原理：經(jīng)過(guò)壓縮并冷卻到室溫的氣體(通常是用空氣，也可以用其他氣體如二氧化碳、氨等)進(jìn)入噴嘴內(nèi)膨脹以后以很高的速度切線方向進(jìn)入渦流室，形成自由渦流，經(jīng)過(guò)動(dòng)能的交換并分離成溫度不相同的兩部分，中心部分的氣流動(dòng)能降低經(jīng)孔板流出，即冷氣流；邊緣部分的氣流動(dòng)能增大成為熱氣流從另一端經(jīng)控制閥流出。所以渦流管可以同時(shí)得到冷熱兩種效應(yīng)。熱電制冷的工作原理：在兩種不同金屬組成的閉合線路中，若通以直流電，就會(huì)使一個(gè)接點(diǎn)變冷，一個(gè)變熱，這稱為珀?duì)栙N效應(yīng)，亦稱溫差電現(xiàn)象。熱電

33、制冷亦名溫差電制冷、半導(dǎo)體制冷或電子制冷，就是以溫差電現(xiàn)象為基礎(chǔ)的制冷方法，它是利用珀?duì)柼?yīng)的原理達(dá)到制冷目的。6. 教材上P115圖521所示的吸附式制冷系統(tǒng)只能作間歇式運(yùn)行，請(qǐng)嘗試設(shè)計(jì)一套連續(xù)運(yùn)行的吸附式制冷系統(tǒng)。（允許多個(gè)沸石筒，系統(tǒng)用簡(jiǎn)圖表示，配以文字說(shuō)明）答：連續(xù)運(yùn)行的吸附式制冷系統(tǒng)如下圖所示，該制冷系統(tǒng)有兩只吸附床和，運(yùn)行時(shí)兩床交替處于吸附狀態(tài)和解吸狀態(tài)，每個(gè)循環(huán)周期的具體過(guò)程如下：將余熱通向吸附床、冷風(fēng)通向吸附床時(shí)，吸附床處于解吸狀態(tài)，吸附床處于吸附狀態(tài)。此時(shí)打開閥門a和c，關(guān)閉閥門b和d，制冷劑從吸附床解吸，進(jìn)入冷凝器冷凝，然后經(jīng)過(guò)節(jié)流閥降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器制冷，最后被吸附床

34、吸附。當(dāng)吸附床解吸完畢后，將余熱通向吸附床、冷風(fēng)通向吸附床，此時(shí)吸附床處于解吸狀態(tài)，吸附床處于吸附狀態(tài)。此時(shí)打開閥門b和d，關(guān)閉閥門a和c，制冷劑從吸附床解吸，進(jìn)入冷凝器冷凝，然后經(jīng)過(guò)節(jié)流閥降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器制冷，最后被吸附床吸附。系統(tǒng)不斷地重復(fù)以上的循環(huán)周期過(guò)程，就可以連續(xù)地制取冷量。第六章 習(xí)題答案1. 某殼管式冷凝器，水在管內(nèi)流動(dòng)，R134a在殼側(cè)冷凝。冷凝器內(nèi)有25×1.5mm的紫銅傳熱管計(jì)122根，l=1.3m，水側(cè)每流程的平均管數(shù)n=15根。已知：當(dāng)冷凝熱量QK=105.8Kw，水在管內(nèi)流速W=1.54m/s時(shí)，管內(nèi)壁平均溫度tw=21.6,試求此時(shí)冷卻水的進(jìn)口和出口溫度tfi 、tfo?答：冷卻水平均溫度應(yīng)低于管內(nèi)壁平均溫度，故設(shè)平均水溫為。 查得管內(nèi)水受迫流動(dòng)處于紊流區(qū)計(jì)算式中的綜合物性參數(shù)為水側(cè)換熱系數(shù)：對(duì)流換熱量： 水吸熱熱容量：聯(lián)立二溫度表達(dá)式，可解得：，校核：平均水溫 ，假設(shè)可行。水側(cè)雷諾數(shù) 求式可行。2. 有一試驗(yàn)用光管干式蒸發(fā)器，筒體直徑Di=400mm,筒內(nèi)有蒸發(fā)管426根，每根管為12 ×1 ×28