《工程熱力學(xué)》教學(xué)課件11(11-12)v1.0

上節(jié)回顧朗肯循環(huán)1乏汽凝結(jié)完全；2蒸汽過(guò)熱3增加4-5；4過(guò)熱提高溫差5提高乏汽干度1.8-5實(shí)現(xiàn)困難2.7點(diǎn)濕度大3.循環(huán)效率低蒸汽參數(shù)對(duì)熱效率的影響1、蒸汽初溫對(duì)循環(huán)熱效率的影響2、蒸汽初壓對(duì)循環(huán)熱效率的影響3、背壓對(duì)循環(huán)熱效率的影響157H.PL.P893一、蒸汽再熱循環(huán)SteamreheatcycleBoiler鍋爐Reheater再熱器Low-Pturbine汽輪機(jī)High-Pturbine汽輪機(jī)Pump泵Condenser凝汽器qinqoutSteamreheatcycleflowsheetwturb,outwpump,in再熱循環(huán)Reheatcycle165432‘2T二、蒸汽再熱循環(huán)在T-s圖和h-s圖中表示在熱循環(huán)產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)二、三十年代，當(dāng)時(shí)汽輪機(jī)材料耐溫400度左右，汽輪機(jī)工作條件很差。12A4Ts２A153一、回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)示流程圖和T-s圖BoilerTurbinePumpCondenserOpenFWHFWH=Feedwaterheaterqinqout43665Pump1kgkgkgwturb,out回?zé)嵫h(huán)regenerativecycle由于T-s圖上各點(diǎn)質(zhì)量不同，面積不再直接代表熱和功！ⅡⅠ分級(jí)(二級(jí))抽汽回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)示意圖

kg(1-α1)kgα2kgα1kg1kgh02’h02h2’h2h01h01’1kgTurbineCondenserqinqoutGeneratorElectricityBoilerPumpPumpPumpOpenFWHOpenFWHh10102215Tsp1p01p02p2第十一章制冷循環(huán)RefrigerationCycle教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生了解工程實(shí)際中制冷過(guò)程，掌握各種制冷循環(huán)的熱力計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)：空氣壓縮制冷循環(huán)；蒸氣壓縮制冷循環(huán)；熱泵。重點(diǎn)：空氣和蒸汽壓縮制冷循環(huán)的組成、制冷系數(shù)的計(jì)算及提高制冷系數(shù)的方法和途徑。難點(diǎn)：結(jié)合工程對(duì)空氣和蒸汽壓縮制冷循環(huán)的描述，建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行熱力計(jì)算。11-1概況

本章主要以制冷循環(huán)為研究對(duì)象，分析循環(huán)的特點(diǎn)，各參數(shù)的變化關(guān)系及計(jì)算熱量、功量和效率。制冷循環(huán)類(lèi)型：壓縮式制冷循環(huán)壓縮蒸氣制冷吸收式制冷循環(huán)吸附式制冷循環(huán)蒸氣噴射制冷循環(huán)半導(dǎo)體制冷壓縮氣體制冷1423T1T2逆向卡諾循環(huán)TsR1.制冷機(jī)

熱環(huán)境W0（耗功量）冷庫(kù)Q1（排熱量）Q2（制冷量）制冷循環(huán)—從冷庫(kù)取出熱量并輸送到環(huán)境中，使冷庫(kù)溫度始終低于環(huán)境溫度。HP暖房2.熱泵冷環(huán)境Q1（輸熱量）Q2熱泵供暖循環(huán)—從環(huán)境取出熱量并輸送到暖房，其效果就是維持暖房溫度始終高于環(huán)境溫度。熱泵系統(tǒng)示意圖W0（耗功量）1423T1T2TsT0制冷循環(huán)熱泵循環(huán)制冷量q2耗凈功w0耗凈功w0吸熱量q2供熱量q13.制冷循環(huán)與熱泵循環(huán)的比較sT制冷循環(huán)與熱泵循環(huán)的比較1423T2TsT0制冷量q2耗凈功w04.制冷循環(huán)的計(jì)算內(nèi)容

制冷量

循環(huán)放熱量

循環(huán)耗凈功

制冷系數(shù)制冷系數(shù)=制冷量循環(huán)耗凈功T1TsT0耗凈功w0吸熱量q2耗凈功w05.熱泵供暖循環(huán)的計(jì)算供暖量w0＋q2

供暖量

吸熱量

循環(huán)耗凈功

供暖系數(shù)供暖系數(shù)=供暖量循環(huán)耗凈功12-2壓縮空氣制冷循環(huán)壓氣機(jī)膨脹機(jī)冷卻器冷藏室COLDmediumatTLq1q2winwout一、空氣壓縮制冷循環(huán)過(guò)程描述41231234TsT3(T0)T1(Tc)空氣壓縮制冷循環(huán)的p-v圖和T-s圖1234pv二、空氣壓縮制冷循環(huán)計(jì)算1.循環(huán)制冷量（制冷劑從低溫?zé)嵩次盏臒崃浚?234TsT0T22.制冷劑放給高溫?zé)嵩吹臒崃?.制冷循環(huán)消耗的凈功4.制冷系數(shù)44”4’12’2”233”3’TsT3T1T0三、增壓比對(duì)制冷系數(shù)的影響相同大氣溫度和冷藏室溫度范圍內(nèi)的卡諾逆循環(huán)的制冷系數(shù)為：與比較，可知在相同溫度范圍內(nèi)，卡諾逆循環(huán)的制冷系數(shù)最大。膨脹機(jī)壓縮機(jī)184回?zé)崞?、具有回?zé)岬目諝鈮嚎s制冷裝置系統(tǒng)圖765q1q2冷卻器蒸發(fā)器冷庫(kù)四、具有回?zé)岬目諝鈮嚎s制冷循環(huán)壓氣機(jī)膨脹機(jī)冷卻器冷藏室COLDmediumatTLq1q2winwout4123膨脹機(jī)壓縮機(jī)184回?zé)崞?、具有回?zé)岬目諝鈮嚎s制冷裝置系統(tǒng)圖765q1q2冷卻器蒸發(fā)器冷庫(kù)四、具有回?zé)岬目諝鈮嚎s制冷循環(huán)12344’4”8756’62'TT2T1Ts具有回?zé)岬目諝鈮嚎s制冷循環(huán)T-s圖回?zé)嵫h(huán)優(yōu)點(diǎn):（1）同樣制冷系數(shù)下，增壓比下降，這為采用大流量的葉輪式壓氣機(jī)和膨脹機(jī)提供可能；（2）增壓比減小，使壓縮過(guò)程和膨脹過(guò)程的不可逆損失的影響減小?？諝鈮嚎s制冷的根本缺陷1.

低，經(jīng)濟(jì)性差2.q2=cp(T1-T4)小，制冷能力q2

很小。汽化潛熱大，制冷能力可能大蒸氣在兩相區(qū)易實(shí)現(xiàn)T11-3蒸氣壓縮制冷循環(huán)水能用否？0°C以下凝固不能流動(dòng)。一般用低沸點(diǎn)工質(zhì)，如氟利昂、氨沸點(diǎn)：水100°CR22-40.8°CR134a-26.1°CVapor-compressionrefrigerationcycle11-3壓縮蒸氣制冷循環(huán)一、壓縮蒸氣制冷循環(huán)原理

核心部件冷凝器：放熱蒸發(fā)器：放熱壓縮機(jī)：壓縮節(jié)流閥：節(jié)流蒸氣壓縮制冷循環(huán)Ts1234567比較逆卡諾循環(huán)346773

濕蒸氣壓縮“液擊”現(xiàn)象12

既安全，又增加了單位質(zhì)量工質(zhì)的制冷量71逆卡諾實(shí)際節(jié)流閥代替了膨脹機(jī)節(jié)流閥代替膨脹機(jī)分析Ts12345682.少?gòu)睦鋷?kù)取走熱量?jī)?yōu)點(diǎn)：1.損失功量ab缺點(diǎn)：1.省掉膨脹機(jī)，設(shè)備簡(jiǎn)化；2.膨脹閥開(kāi)度調(diào)節(jié)蒸發(fā)溫度；利>弊2’1’T32T1T2144’sdba2’4’1’壓縮蒸氣制冷循環(huán)T-S圖二、壓縮蒸氣制冷循環(huán)分析2’T32T1T214sdba2’1’4’三、lnp-h圖及計(jì)算Ts12345lnph12345壓焓圖P-hdiagram三、實(shí)際壓縮蒸氣制冷循環(huán)過(guò)程四、過(guò)冷措施不變11-4制冷劑的性質(zhì)對(duì)制冷劑熱力性質(zhì)的要求：對(duì)應(yīng)裝置的工作溫度，要有適中的壓力；2.在工作溫度下，汽化潛熱大；3.臨界溫度要高于環(huán)境溫度（冷凝過(guò)程可更多利用定溫排熱）；4.制冷劑在T-s圖上的上、下限界限線(xiàn)要陡峭，以便使冷凝過(guò)程更加接近定溫放熱過(guò)程；5.工質(zhì)的三相點(diǎn)要低于循環(huán)的下限溫度；6.蒸氣的比體積小，工質(zhì)的傳熱性好。7.化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)毒常見(jiàn)制冷劑：氨（NH3）氟里昂（氯氟烴，含氫氯氟烴）CFC12(R12)、CFC11(R11)HCFC22(R22)含氫氟代烴物質(zhì)（HCFC134a）11-5其它制冷循環(huán)一、吸收式制冷循環(huán)膨脹閥閥門(mén)泵加熱

蒸發(fā)器冷凝器溴化鋰吸收式制冷原理圖

蒸發(fā)器Q2吸收器Q1QQ1’“壓縮機(jī)”—制冷劑(水)

—吸收劑（溴化鋰）吸收式制冷循環(huán)特點(diǎn)循環(huán)耗功小；外熱源溫度不高可以利用余熱、地?zé)崮苄阅芟禂?shù)低；只適用于冷負(fù)荷穩(wěn)定的場(chǎng)合但是可以利用溫度較低的余熱資源二、噴射式制冷循環(huán)泵冷凝器蒸汽鍋爐1014267噴管混合室膨脹閥98蒸發(fā)器擴(kuò)壓管Q