制冷原理與設備循環思考題與練習題蒸氣壓縮制冷循環系統主要由哪些部件組成，各有何作用？蒸發器內制冷劑的汽化過程是蒸發嗎？制冷劑在蒸氣壓縮制冷循環中，熱力狀態是如何變化的？制冷劑在通過節流元件時壓力降低，溫度也大幅下降，可以認為節流過程近似為絕熱過程，那么制冷劑降溫時的熱量傳給了誰？制冷劑在制冷循環中扮演了什么角色？單級蒸氣壓縮式制冷理論循環有哪些假設條件？試畫出單級蒸氣壓縮式制冷理論循環的lgp-h圖，并說明圖中各過程線的含義。已知R220.1MPa10℃。求該狀態下R22比熵和比體積。9.R71740℃，低溫熱源溫度為-20℃下，試求分別用R134aR22指標。0和冷凝器熱負荷Qk。有一單級蒸氣壓縮式制冷循環用于空調，假定為理論制冷循環，工作條件如下：蒸發溫度t0=5℃，冷凝溫度tk=40℃，制冷劑為R134a。空調房間需要的制冷量是3kW，試求：該理論制冷循環的單位質量制冷量q0、制冷劑質量流量qm、理論比功w0、壓縮機消耗的理論功率P0、制冷系數單級蒸氣壓縮式制冷實際循環與理論循環有何區別？什么叫有效過熱？什么叫有害過熱？有效過熱對哪些制冷劑有利，對哪些制冷劑有利？什么是回熱循環？它對制冷循環有何影響？壓縮機吸氣管道中的熱交換和壓力損失對制冷循環有何影響？試分析蒸發溫度升高、冷凝溫度降低時，對制冷循環的影響。冷量是沒有意義的？制冷劑與載冷劑思考題制冷劑的作用是什么？按ASHRAE什么是共沸制冷劑？無機化合物制冷劑的命名是怎樣的？選擇制冷劑時有哪些要求？家用的冰箱、空調用什么制冷劑？常用制冷劑有哪些？它們的工作溫度、工作壓力怎樣？為什么國際上提出對R11、R12、Rll3等制冷劑限制使用？試述R12、R22、R717、R123、R134a使用R134a試寫出制冷劑R11、R115、R32和R11、R12、Rl2B1試寫出CF3Cl、CH4、CHF3、C2H3F2Cl、H2O、CO2的編號。什么叫載冷劑？對載冷劑的要求有哪些？常用載冷劑的種類有哪些？它們的適用范圍怎樣？水作為載冷劑有什么優點？“鹽水的濃度愈高，使用溫度愈低”。這種說法對嗎？為什么？人們常講的無氟指的是什么意思？共沸混合物類制冷劑有什么特點？簡述R12、R22、R717為什么要嚴格控制氟利昂制冷劑中的含水量？雙級蒸氣壓縮式和復疊式制冷循環思考題10？1.為什么單級壓縮制冷壓縮機的壓力比一般不應超過8雙級蒸氣壓縮式制冷循環的形式有哪些？一級節流與二級節流相比有什么特點？中間不完全冷卻與中間完全冷卻相比又有什么特點？雙級蒸氣壓縮式制冷系統制冷劑與循環形式如何選擇？雙級蒸氣壓縮式制冷循環需要確定的主要工作參數有哪些？如何確定最佳中間壓力？蒸發溫度、冷凝溫度以及容積比的變化對中間壓力各有何影響？什么是復疊式制冷循環？為什么要采用復疊式制冷循環？制冷原理考試題答案一、填空（220）⒈制冷壓縮機、（冷凝器）（蒸發器），是制冷劑賴以循環制冷所必不可少的機械設備，構成了最基本的制冷系統。⒉對制冷劑的熱力學方面的選擇要求，要求制冷劑的沸點要（低），臨界溫度要（高），凝固溫度要（低）。（填高低）（氨氟利昂），個或兩個以上（制冷系統）組成的多元復疊制冷循環。⒌空氣壓縮式制冷循環的主要熱力設備有（空氣壓縮機）、冷卻器、（吸熱器）及膨脹器。二、名詞解釋（420）⒈人工制冷。（1分（物體或空間）排熱至環境介質中去（1），從而使被冷卻系統達到比環境介質更低的溫度（1），并在必要長的時間內維持所必要的低溫的一門工程技術（1）。⒉共沸溶液類制冷劑（1分（1分）在常溫下按一定的質量或容積比相互混合（2分）而成的制冷劑。⒊載冷劑載冷劑是在間接冷卻的制冷裝置中（1分），完成被冷卻系統（物體或空間）的熱量傳遞給制冷劑的中間冷卻介質（2分），亦稱為第二制冷劑（1）。⒋熱力完善度（2分。它也是制冷循環的一個技術經濟指標（2）。⒌一次節流一次節流是指向蒸發器供液的制冷劑液體直接由冷凝壓力節流至蒸發壓力的節流過程.三簡答（6820）⒈對單級蒸汽壓縮制冷理論循環作哪些假設？理論循環假定：①假設進入壓縮機的為飽和蒸汽，進入節流閥的為飽和液體；（1）②假設壓縮過程是等熵過程，節流過程是等焓過程；（2）③假設蒸發與冷凝過程無傳熱溫差；（1）④假設除兩大換熱器外，系統與外界無熱交換；（1）⑤假設制冷劑無流阻損失。（1）⒉液體過冷對循環各性能參數有何影響？液體過冷：①使單位制冷量增大；（1）②使單位容積制冷量增大；（1）③單位功保持不變；（1）④使制冷系數增大。（1）（2分）3.寫出與下列制冷劑的符號規定式相對應的化學分子式（1）R22（2）R134R22R（m-1）（n+1）x（1）m-1=2n+1=2x=2所以m=1n=1x=2符號規定式通式為：CmHnFxCIy（1）y=2m+2-n-x=2+2-1-2=1（1）所以R22CHCIF2（1）R134符號規定式通式為R（m-1）（n+1）xm-1=1n+1=3x=4所以m=2n=2x=4（1）符號規定式通式為：CmHnFxCIy（1）y=2m+2-n-x=4+2-2-4=0（1）所以R134的符號規定式為C2H2F4（1）（20）假定循環為單級壓縮蒸氣制冷的理論循環t0=－10℃,冷凝溫Q0=55kw,試對該循環進行熱力計算。（根據R22h1=401.555kJ/kgv1=0.0653m3/kgh3=h4=243.114kJ/kgp0=0.3543MPapk=1.3548Mpah2=435.2kJ/kgt2=57℃）解：該循環的壓焓圖如下所示：（6）1單位質量制冷量q0=h1－h4=401.555－243.114=158.441kJ/kg（2分）2單位容積制冷量（2）3制冷劑質量流量（2）4理論比功w0=h2－h1=435.2－401.555=33.645kJ/kg（2）壓縮機消耗的理論功率P0=qmw0=11.68kw（2）制冷系數（2）冷凝器單位熱負荷qk=h2－h3=192.086kJ/kg（2）六、畫圖及說明（20）畫出制冷系統的基本原理圖（7分）及單級蒸汽壓縮式制冷循環的理論循環壓焓圖（7），并說明其循環過程（7）。循環過程：1—2等熵壓縮過程（2）2—3—4等壓冷卻冷凝過程（2）4—5等溫等壓汽化吸熱過程（2）制冷原理考試題（B）答案一、填空（220）⒈單級蒸汽壓縮制冷系統，是由（制冷壓縮機）、冷凝器、蒸發器和（節流閥）四個基本部件組成。⒉對制冷劑的物理化學方面的選擇要求，要求制冷劑的粘度盡可能（小），純度要（高），熱化學穩定性要（好），高溫下不易分解。⒊目前廣泛采用的載冷劑有（水）、（鹽水溶液）、有機化合物等三大類。⒋為了獲得更低的（蒸發溫度），有時需采用復疊制冷循環。⒌半導體制冷屬于（熱電）制冷，是利用（熱電）效應來實現的。（420）⒈氟利昂氟利昂是飽和碳氫化合物的鹵族（氟、氯、溴）衍生物的總稱。⒉非共沸溶液類制冷劑非共沸溶液類制冷劑是由兩種或兩種以上（1分）相互不形成共沸溶液（2）的單組分制冷劑混合（1）而成的制冷劑。⒊單位制冷量單位制冷量是指制冷壓縮機（1）1kg（1）經循環（1）從低溫熱源中制取的冷量（1）系數單級理論制冷循環制冷系數是理論制冷循環中（1分）的單位制冷量和單位循環凈功（單位理論功）之比（2分），即理論制冷循環的效果和代價之比（1）。⒌中間完全冷卻（1分（1）等壓冷卻到中間壓力下的干飽和蒸汽（1）的冷卻過程（1分）。三簡答（6820）⒈吸收式制冷循環的基本組成是什么？吸收式制冷循環由發生器（1）、吸收器（1）、冷凝器（1）、蒸發器（1）以及溶液泵（1）、節流器（1）等組成。大幅度下降，其原因是什么？幅度下降，原因有兩點：一是當吸收器內存在不凝性氣體時，在總壓力（蒸發壓力）不變的情況下，制冷劑水蒸汽的分壓力降低，傳質推動力減小，影響了吸收器的吸收速度；（3）影響了吸收速度。（3）3.寫出與下列制冷劑的化學分子式相對應的符號規定式（1）CCI3F（2）CCIF2CCIF2CCI3FCmHnFxCIy（1）m=1n=0x=1符號規定式通式為R（m-1）（n+1）x（1）m-1=0n+1=1x=1（1）所以CCI3FR11（1）CCIF2CCIF2CmHnFxCIy（1）m=2n=0x=4符號規定式通式為R（m-1）（n+1）x（1）m-1=1n+1=1x=4（1）所以CCI3FR114（1）（18）假定循環為單級壓縮蒸氣制冷的理論循環t0=－15℃,冷凝溫30℃，工質為R12，試對該循環進行熱力計算。（根據R12h1=345.8kJ/kgv1=0.09145m3/kgh3=h4=228.6kJ/kgh2=375.1kJ/kgt2=57℃）解：該循環的壓焓圖如下所示：（6）1單位質量制冷量q0=h1－h5=345.8-228.6=117.2kJ/kg（2）2單位容積制冷量qV=q0/v1=117.2/0.09145=1281.6kJ/M3（2）4單位理論功w0=h2－h1=371.5-345.8=25.7kJ/kg（2）5制冷系數ε=q0/w0=117.2/25.7=4.56（2）6qk=h2－h3=371.5-228.6=142.9kJ/kg（2）六、畫圖及說明（22）畫出制冷系統的基本原理圖（4分）及單級蒸汽壓縮式制冷循環的理論循環壓焓圖（4），并說明其循環過程。循環過程：1—2蒸汽過熱過程（2）2—3—4實際熵增壓縮過程（2）2—4理論等熵壓縮過程（2）4—5等壓等溫吸熱過程（2）3—5—6等壓冷卻冷凝過程（2）6—7過冷過程（2）7—8等溫等壓汽化吸熱過程（2）制冷原理部分復習（僅供參考）一、詞解釋1、膨脹閥：膨脹閥又稱節流閥，它是制冷系統中用以控制制冷劑流量，實現液體節流、降壓、降溫過程的設備。2、蒸發器：蒸發器是一種熱交換設備，液態制冷劑在蒸發器內汽化吸收被冷對象的熱量，從而使被冷卻對象溫度降低。3、制冷劑：制冷劑又稱制冷工質，是制冷循環的工作介質，利用制冷劑的相變來傳遞熱量，既制冷劑在蒸發器中汽化時吸熱，在冷凝器中凝結時放熱。4、放氣范圍：吸收式制冷機中濃溶液與稀溶液的濃度差。5、制冷系數：制冷量與消耗功的比。名義制冷量：在規定的工況下制冷機的制冷量冷凝器：將制冷劑蒸汽冷凝成液體的換熱器。冷劑水：用來做為制冷劑的水。標準沸點：在標準大氣壓下液體的沸騰溫度。單位容積制冷量:指每單位容積（立方米）制冷劑蒸汽的制冷量。容積效率：指制冷機的實際體積排量與理論體積排量的比。過熱溫度及過冷溫度。中間完全冷卻:所謂中間完全冷卻是指將低壓級的排氣冷卻到中間壓力下對應的飽和溫度。載冷劑:在以間接冷卻方式工作的制冷裝置中，將被冷卻物體的熱量傳給蒸發的制冷劑工質的流體。熱力膨脹閥:熱力膨脹閥是在制冷循環中通過感應蒸發器過熱溫度來調節供液量的一種節流裝置。指示功:由原動機直接用于壓縮制冷機氣體的功，稱為指示功。COP：實際制冷系數又稱為性能系數，用COPP43EER：單位制冷量與電動機的輸入比功之比稱為能效比，用EER示。P4320.蒸餾與精餾：P122二、判斷1（X）2（X）3、一般復疊式制冷機比雙級壓縮制冷機的制冷溫度更低。（V）4、一般制冷劑在蒸發器中近似等壓與等溫過程。（V）5、氨水吸收式制冷機中水是制冷劑氨是吸收劑。（X）6、氣液分離器主要用再循環制冷系統中。(V)回熱器是用于氨制冷系統中的汽——液交換設備。(X)對壓縮機進行冷卻可以提高制冷量。（X）在液體管路的節流閥或熱力膨脹閥前設置干燥過濾器，防止節流閥或V10（√）。制冷系統蒸發溫度越低制冷機能耗越大。（X）在兩級壓縮中低壓級制冷量大于高壓級制冷量。（X）回熱循環對有些制冷劑是無益的。（V）14EER（V）空氣冷卻器是一種空氣冷卻式冷凝器。（X）在汽車空調上通常使用殼管式蒸發器。（X）氣液分離器裝在膨脹閥之后分離閃發性氣體。（X）熱力膨脹閥用在干式蒸發器中。(V)在兩組分溶液h—ξ（V）過冷對有些制冷劑是有益的對有些制冷劑是無益的。（X）制冷劑的過熱對制冷系統無益。（X）通常將節流看成是等焓過程。（V）在輪船上制冷裝置通常使用滿液式蒸發器。（X）三、填空（基本概念）四、簡答（主要的概念及方法）1、提高制冷機性能的途徑有那些？答：提高制冷機性能的途徑主要有：強化換熱器的熱交換、盡量降低系統工作冷熱端的溫差、采用高性能的制冷機及系統設備、優選制冷劑、合理地采用過冷及過熱。兩級壓縮與復疊式壓縮有何同異？縮是采用不同的制冷劑采用高低溫兩個循環復合的制冷循環。2、溴化鋰制冷機的主要組成有那些？有那些液體循環？答：溴化鋰制冷機的主要組成有蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器及溶冷卻水循環及溶液循環。單效與雙效吸收式制冷有何不同？答：單效收式制冷只有一個發生器，雙效收式制冷有二個發生器，即低的熱源從而提高了效率提高溴化鋰吸收式制冷機性能的途徑：P164冷量調節的方法：P167溴化鋰吸收式制冷機安全保護措施：P168溴化鋰吸收式制冷機的特點：P1797、什么叫熱泵？答：熱泵是一種利用制冷循環的原理將熱從低溫熱源處搬運到高溫熱源，同時消耗功。但是通常情況下消耗的功要遠小于得到的熱。8、制冷劑的選用考慮主要因素？P60答：制冷劑的選用考慮主要因素有制冷劑的制冷性能主要是熱力性能、同時包括物理及化學性能；制冷劑的實用性能、危害性能以及環境可接受性能。載冷劑性質的要求：P989、制冷方法有哪些？答：制冷的方法有蒸氣壓縮式制冷、蒸氣吸收式、蒸氣噴射式制冷、吸附制冷、熱電制冷、磁制冷、聲制冷、氣體渦流制冷、空氣膨脹制冷、絕熱放氣等。10、怎樣合理的確定保溫材料的厚度？答：保溫材料厚熱損失小，但是材料耗費大工程成本高，而且過厚的保不結露就可以了。11.輔助設備有哪些及其作用？P283-289油分離器、儲液器、集油器、中冷器、放空氣器12.管道設計原則？P290-29113答：強化傳熱有那些主要措施有：提高傳熱系數K，降低污垢熱阻、提高表面傳熱系五、熱力計算P31名詞解釋：1、人工制冷：人工制冷是指用人為的方法不斷的從冷卻系統（物體或空間）溫度，并在必要長的時間內維持所必要的低溫的一門工程技術。2、熱泵：逆向循環不僅可以用來制冷，還可以吧熱能釋放給某物體或空間，使之溫度升高。作為后一種用途的逆向循環系統稱作熱泵。3、制冷劑：制冷機中的工作流體，它在制冷機系統中循環流動，通過自身熱力狀態的循環變化不斷與外界發生能量變換，達到制冷目的。習慣上又稱之為制冷工作介質或簡稱介質。4、共沸溶液類制冷劑：共沸溶液類制冷劑是由兩種或兩種以上互溶的單組分制冷劑在常溫下按一定得質量或容積比相互混合而成的制冷劑。5、載冷劑：載冷劑是在間接冷卻的制冷裝置中，完成被冷卻系統（物體或空間）的熱量傳遞給制冷劑的中間冷卻介質，亦稱為第二制冷劑。6、溶液：由兩種或兩種以上的物質所組成的均勻、穩定的體系成為溶液。7、相：體系內物理和化學性質完全均勻一致的部分成為相。8、溶解：當把固體溶質放入溶劑中，溶質表面上的分子由于本身的振溶液，這個過程成為溶解。9、結晶：一定溫度下的飽和溶液，當溫度降低時，溶解度減小，溶液中就有固體溶質的晶體析出，這種現象成為結晶。10、冷量的自動調節：系指根據外界負荷的變化，自動地調節機組的制或空調對水溫的需求，并使機組在較高的熱效率下正常運行。11、熱力完善度：用來表示制冷機循環接近逆向卡諾循環的程度。它也是制冷循環的一個技術經濟指標。12蒸發壓力的節流過程。問答題：7、減少流動阻力的措施有那些？答：減少流阻力的主要途徑是改善邊壁對流動的影響，措施包括減少沿（減少管壁的粗糙度和采用柔性邊壁（使流體進口盡量平順，采用漸擴和漸縮代替流通截面的突然擴大和縮小，減量縮短管線等）。9、何為傳熱方程？如何使傳熱增強和削弱？答；傳熱方程為Q=KA（t1-t2）。根據傳熱方程，提高傳熱系數K，擴展傳熱面積A，增大傳熱溫差Δt去除污垢降低熱阻：削弱傳熱的措施有；敷設保溫材料降低流體流速，改變傳熱面表面狀況（如加遮熱板）等。11、蒸氣壓縮肢制冷用制冷劑是如何分類的？答：按化學結構分有：①無機化合物（如R717）；②氟里昂（R22、R134a（R407CR502等）；④碳氫化合物（R600a、R290）。按蒸發溫度和冷凝壓力分有：①高溫低壓制冷劑；②中溫中壓制冷劑；③低溫高壓制冷劑。按可然性和毒性分，分不可然、可然、易燃、低毒、高毒等組合類別。13、載冷劑的作用是什么？對載冷劑的性質有那些基本要求？答：載冷劑的作用就是向被間接冷卻的物體輸送制冷系統產生的冷量。度和密度要小，凝固點要低，揮發性和腐蝕吸能夠要小，無毒無臭，對人體無害，化學性質穩定，價格低廉，易于獲得。14、冷凍機油的功能有那些？降低壓縮機功耗；蜜蜂摩擦面間隙，阻擋制冷劑泄漏；沖刷摩擦表面。不斷帶走磨屑