第六章蒸汽动力循环与制冷循环(08级)

例题例题例题例题1上一内容下一内容回主目录第第 六六 章章 蒸汽动力循环与制冷循环蒸汽动力循环与制冷循环6.1蒸汽动力循环蒸汽动力循环6.2节流膨胀与作外功的绝热膨胀节流膨胀与作外功的绝热膨胀6.3制冷循环制冷循环6.4深冷循环深冷循环6例题例题例题例题2上一内容下一内容回主目录体系从初态开始，经历一系列的中间状态后，又体系从初态开始，经历一系列的中间状态后，又重新回到初态，此封闭的热力过程称为重新回到初态，此封闭的热力过程称为循环循环循环循环。热机。热机或制冷机需要连续工作，其工质所经历的是循环过程。或制冷机需要连续工作，其工质所经历的是循环过程。蒸汽动力循环蒸汽动力循环蒸汽动力循环蒸汽动力循环就是以水蒸汽为工质，将热能连续不断就是以水蒸汽为工质，将热能连续不断转换成机械能的热力循环。现代化的大型化工厂，蒸转换成机械能的热力循环。现代化的大型化工厂，蒸汽动力循环被用于为全厂供给动力、供热及供应工艺汽动力循环被用于为全厂供给动力、供热及供应工艺用的蒸汽。用的蒸汽。6例题例题例题例题3上一内容下一内容回主目录制冷是获得并保持低于环境温度的操作制冷是获得并保持低于环境温度的操作。制冷制冷制冷制冷循环循环循环循环就是消耗能量而实现热由低温传向高温的逆向就是消耗能量而实现热由低温传向高温的逆向循环。习惯上，制冷温度在循环。习惯上，制冷温度在100以上者称为以上者称为普冷普冷普冷普冷，低于低于100者称为者称为深冷深冷深冷深冷。制冷广泛应用于化工生产。制冷广泛应用于化工生产中的低温反应、结晶分离、气体液化以及生活中的冰中的低温反应、结晶分离、气体液化以及生活中的冰箱、空调、冷库等各个方面。箱、空调、冷库等各个方面。6例题例题例题例题4上一内容下一内容回主目录本章主要介绍本章主要介绍这两类循环这两类循环的工作的工作原理、循环中工质状态的变化、能量原理、循环中工质状态的变化、能量转换的计算以及对循环过程进行热力转换的计算以及对循环过程进行热力学分析，不涉及设备的具体细节。学分析，不涉及设备的具体细节。6例题例题例题例题5上一内容下一内容回主目录6.1蒸汽动力循环蒸汽动力循环 6.1.1RankineRankine循环及其热效率循环及其热效率RankineRankine循循循循环环环环是是最最简简单单的的蒸蒸汽汽动动力力循循环环。由由锅锅炉炉、过过热热器器、汽汽轮轮机机、冷冷凝凝器器和和水水泵泵组组成成。该该装装置置的的示示意意图图及循环的及循环的T-S 图、图、H-S 图表示于图表示于图图6-1的的(a)(b)(c)。6.1.1(a)(b)(c)例题例题例题例题6上一内容下一内容回主目录低低压压饱饱和和水水3经经水水水水泵泵泵泵升升升升压压压压成成压压缩缩水水4又又进进入入锅锅炉炉，工工质质水水在在蒸蒸汽汽动动力力装装置置中中完完成成一一次封闭循环。次封闭循环。6.1.1进锅炉的压缩水进锅炉的压缩水4在锅炉中等压吸热在锅炉中等压吸热在锅炉中等压吸热在锅炉中等压吸热变为高温高压的变为高温高压的过热蒸汽过热蒸汽1，进入汽轮机作绝热膨胀进入汽轮机作绝热膨胀进入汽轮机作绝热膨胀进入汽轮机作绝热膨胀，推，推动叶轮输出轴功，汽轮机出动叶轮输出轴功，汽轮机出口蒸汽是处于低压下的湿蒸口蒸汽是处于低压下的湿蒸汽汽2（工程上也称乏气），（工程上也称乏气），然后然后进入冷凝器等压冷凝进入冷凝器等压冷凝进入冷凝器等压冷凝进入冷凝器等压冷凝成成饱和水饱和水3，冷凝放出的热量被，冷凝放出的热量被冷却水冷却，冷却水冷却，(a)例题例题例题例题7上一内容下一内容回主目录Rankine循循环环中中各各个个过过程程经经理理想想化化（即即忽忽略略工工质质的的流流动动阻阻力力与与散散热热、动动、位位能能变变化化）应应应应用用用用稳稳稳稳定定定定流流流流动动动动过程的能量平衡方程分析过程的能量平衡方程分析过程的能量平衡方程分析过程的能量平衡方程分析如下。如下。6.1.1（6-1）1212过程：过程：过程：过程：汽轮机中工质作等熵膨胀（即可逆绝热汽轮机中工质作等熵膨胀（即可逆绝热膨胀），对外作功量膨胀），对外作功量图图图图6-16-1例题例题例题例题8上一内容下一内容回主目录6.1.12323过程：过程：过程：过程：湿蒸汽在冷凝器中等压等温冷凝，湿蒸汽在冷凝器中等压等温冷凝，工质冷凝的放热量工质冷凝的放热量（6-2）图图图图6-16-1例题例题例题例题9上一内容下一内容回主目录6.1.13434过程：过程：过程：过程：饱和水在水泵中作可逆绝热压缩，饱和水在水泵中作可逆绝热压缩，水泵消耗的压缩功水泵消耗的压缩功由由于于水水的的不不可可压压缩缩性性，压压缩缩过过程程中中水水的的容容积积变变化化很小，消耗的压缩功亦可按下式计算很小，消耗的压缩功亦可按下式计算（6-3a）（6-3b）图图图图6-16-1例题例题例题例题10上一内容下一内容回主目录4141过过过过程程程程：锅锅炉炉中中水水等等压压升升温温和和等等压压汽汽化化，工工质在锅炉中的吸热量质在锅炉中的吸热量6.1.1（6-4）图图图图6-16-1例题例题例题例题11上一内容下一内容回主目录 蒸蒸汽汽动动力力循循环环中中，水水泵泵的的耗耗功功远远小小于于汽汽轮轮机机的的做做功功量量（WpWS），水水泵泵的的耗耗功功常常忽忽略略不不计计，即即Wp0，则则6.1.1评价蒸汽动力循环的评价蒸汽动力循环的经济指标经济指标经济指标经济指标是热效率与汽耗率。是热效率与汽耗率。热热热热效效效效率率率率是是锅锅炉炉所所供供给给的的热热量量中中转转化化为为净净功功的的分分率，用符号率，用符号表示表示（6-5a）（6-5b）例题例题例题例题12上一内容下一内容回主目录 以以上上公公式式进进行行计计算算时时，所所需需各各状状态态点点的的焓焓值值查查查查阅阅阅阅水水水水蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽表表表表（见见附附录录）或或水水蒸蒸汽汽的的焓焓熵熵图图。具具体体确确定的方法如下：定的方法如下：6.1.1 显显然然，热热热热效效效效率率率率越越越越高高高高，汽汽汽汽耗耗耗耗率率率率越越越越低低低低，表表表表明明明明循循循循环环环环越越越越完善。完善。完善。完善。（6-6）汽耗率汽耗率汽耗率汽耗率是蒸汽动力装置中，输出是蒸汽动力装置中，输出1kW h的净功的净功所消耗的蒸汽量。用所消耗的蒸汽量。用SSC（Specificsteamconsumption）表示表示 例题例题例题例题13上一内容下一内容回主目录6.1.1v状态点状态点1，根据，根据p1、t1值可查得值可查得H1、S1值；值；v状态点状态点2，根据，根据p2，而，而S2=S1，可得可得H2、t2；v状态点状态点3，根据，根据p3=p2，等压线与饱和液体线等压线与饱和液体线的交点，可确定的交点，可确定H3、S3；v状态点状态点4，p4=p1，S4=S3；由；由p4、S4值可确值可确定定H4、S4值。值。4(b)例题例题例题例题14上一内容下一内容回主目录实实际际上上，工工质质流流动动中中由由于于存存在在摩摩擦擦、涡涡流流、散散热热等等因因素素，汽汽轮轮机机及及水水泵泵不不可可能能作作等等熵熵膨膨胀胀及及等等熵熵压压缩缩，水水泵泵消消耗耗的的功功量量对对汽汽轮轮机机的的作作功功量量相相比比而而言言很很小小，可可忽忽略略不不可可逆逆的的影影响响，但但对对汽汽轮轮机机需需考考虑虑膨膨胀胀过过程程的的不不可可逆逆性性。工工程程上上，通通常常用用等等熵熵效效率率S 来来表表示。示。6.1.1 等等等等熵熵熵熵效效效效率率率率S S 的的定定义义：“对对膨膨胀胀作作功功过过程程，始始、终终态态压压力力相相同同时时，不不可可逆逆绝绝热热过过程程的的做做功功量量与与可可逆逆绝热过程的做功量之比绝热过程的做功量之比”。例题例题例题例题15上一内容下一内容回主目录6.1.1 实实实实际际际际的的的的RankineRankineRankineRankine循循循循环环环环在在T T-S S 图图及及H H-S S 图图，如如图图图图6-16-16-16-1（b b）、（c c）中中的的1234112341所所示示。那那1-2 1-2 1-2 1-2 过程中工质的做功量过程中工质的做功量 (b)(c)例题例题例题例题16上一内容下一内容回主目录等熵效率等熵效率等熵效率等熵效率6.1.1实际的实际的实际的实际的RankineRankineRankineRankine循环的热效率循环的热效率循环的热效率循环的热效率（6-7）（6-8）例题例题例题例题6-16-16-16-1 6-26-26-26-2例题例题例题例题17上一内容下一内容回主目录分分析析Rankine循循环环可可知知：如如果果给给定定汽汽轮轮机机的的进进口口蒸蒸汽汽温温度度、压压力力以以及及汽汽轮轮机机出出口口蒸蒸汽汽的的压压力力，那那Rankine循循环环的的热热效效率率基基本本上上也也就就确确定定了了。可可见见，改改改改变变变变蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的参参参参数数数数可可可可提提提提高高高高循循循循环环环环的的的的热热热热效率。效率。效率。效率。下下面面分分别别讨讨论论蒸蒸汽汽参参数数对对Rankine循循环环热热效率的影响。效率的影响。6.1.1例题例题例题例题18上一内容下一内容回主目录6.1.1(1)提高汽轮机的进汽温度及进汽压力提高汽轮机的进汽温度及进汽压力 假定汽轮机的出口蒸汽压力及进汽压力不变，将假定汽轮机的出口蒸汽压力及进汽压力不变，将进汽的温度从进汽的温度从进汽的温度从进汽的温度从T T1 1提高到提高到提高到提高到TT1 1vv 降低了出口蒸汽的湿降低了出口蒸汽的湿度（度（干度提高干度提高）x2x2。改进了汽轮机的操作条改进了汽轮机的操作条件件图图图图6-26-2vv 提高了循环的平均吸热温度提高了循环的平均吸热温度提高了循环的平均吸热温度提高了循环的平均吸热温度，减小了与高温燃气的，减小了与高温燃气的温差，降低传热过程的不可逆程度，也就提高了循环温差，降低传热过程的不可逆程度，也就提高了循环热效率。热效率。第第18次课结束次课结束2010例题例题例题例题19上一内容下一内容回主目录6.1.1p1v 单一提高进汽压单一提高进汽压力，汽轮机出口蒸力，汽轮机出口蒸汽的湿度也随之增汽的湿度也随之增加加(见见图图6-3中由中由x2至至x2)x2 x2，这这不利汽轮机的操作不利汽轮机的操作。假定汽轮机出口蒸汽压力及进汽温度不变，假定汽轮机出口蒸汽压力及进汽温度不变，将进将进将进将进汽压力由汽压力由汽压力由汽压力由p p1 1提高到提高到提高到提高到pp1 1，v 也能提高循环的平均吸热温度，有利于提高循环热也能提高循环的平均吸热温度，有利于提高循环热效率，效率，例题例题例题例题20上一内容下一内容回主目录6.1.1 然而，提高汽轮机的进汽温度可降低汽轮然而，提高汽轮机的进汽温度可降低汽轮机出口蒸汽湿度。机出口蒸汽湿度。所以，为了提高循环的热效所以，为了提高循环的热效率，率，汽轮机的进汽温度和进汽压力一般是同时汽轮机的进汽温度和进汽压力一般是同时汽轮机的进汽温度和进汽压力一般是同时汽轮机的进汽温度和进汽压力一般是同时提高的，提高的，提高的，提高的，现代蒸汽动力装置采用的进汽温度，现代蒸汽动力装置采用的进汽温度，压力在往高参数方向发展。压力在往高参数方向发展。例题例题例题例题21上一内容下一内容回主目录6.1.1p2P2(2)降低汽轮机出口蒸汽的压力降低汽轮机出口蒸汽的压力 假假定定汽汽轮轮机机进进口口蒸蒸汽汽的的温温度度、压压力力均均不不变变，降降降降低低低低出出出出口口口口蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的压压压压力力力力，结结果果使使循循环环的的平平均均放放热热温温度度下下降降，而而平平均均吸吸热温度降低很少。热温度降低很少。p2图图图图6-46-4例题例题例题例题22上一内容下一内容回主目录但但是是汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机出出出出口口口口蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽压压压压力力力力的的的的降降降降低低低低受受受受天天天天然然然然冷冷冷冷源源源源（冷冷冷冷却却却却水水水水或或或或大大大大气气气气）温温温温度度度度的的的的限限限限制制制制，而而而而不不不不能能能能任任任任意意意意的的的的降降降降低低低低。此此外外，随随着着出出口口蒸蒸汽汽压压力力的的降降低低，出出口口蒸蒸汽汽的的湿湿度度也也增增大大，一一般般汽汽轮轮机机出出口口压压力力不不低低于于0.004MPa（对对应应的的冷冷凝温度为凝温度为28.96）。）。6.1.1 由于原来损失于冷凝器中的一部分热量（面积由于原来损失于冷凝器中的一部分热量（面积22332）变成有用功，因而提高了循环的热效率。）变成有用功，因而提高了循环的热效率。x2x2图图6-4例题例题例题例题23上一内容下一内容回主目录6.1.2RankineRankine 循环的改进循环的改进 上上节节分分析析结结果果表表明明：提提高高汽汽轮轮机机的的进进汽汽压压力力、或或提提高高温温度度可可以以提提高高循循环环的的热热效效率率，但但蒸蒸汽汽参参数数的的改改变变又又受受到到汽汽轮轮机机材材料料及及设设备备操操作作的的限限制制。因因此此，对对Rankine循循环环的的改改进进，主主要要考考虑虑对对循循环环中中吸吸热热过过程程的的改改进进以以以以提提提提高高高高循循循循环环环环的的的的平平平平均均均均吸吸吸吸热热热热温温温温度度度度。为为此此提提出出蒸蒸汽汽的的再再热热循循环环、回回热热循循环环以以及及供供给给动动力力与与热热能能相相结结合合的的热热电电循环。下面主要介绍回热循环与热电循环。循环。下面主要介绍回热循环与热电循环。6.1.2例题例题例题例题24上一内容下一内容回主目录Rankine循循环环热热效效率率不不高高的的原原因因是是供供给给锅锅炉炉的的水水温温低低，这这不不仅仅降降低低了了蒸蒸汽汽等等压压加加热热过过程程的的平平均均吸吸热热温温度度，而而且且也也增增加加了了锅锅炉炉内内高高温温烟烟气气和和供供水水之之间间温温差差传传热热所所引引起起的的不不可可逆逆损损失失。采采用用回回热热措措施施可可有有效效解解决决这这问问题题。所所谓谓回回回回热热热热是是利利用用汽汽轮轮机机中中部部分分蒸蒸汽汽来来加加热热锅锅炉炉供供水水，使使压压缩缩水水的的低低温温预预热热阶阶段段在在锅锅炉炉外外的的回回热热器器中中进进行行，从从而而提提高高循循环环的的平平均均吸吸热热温温度度。现现代代化化蒸蒸汽汽动动力力装装置置普普遍遍采采用用抽抽气气回回热热循循环环。图图6-5表表示示回回热热循循环环的的装置示意图与装置示意图与T-S图。图。6.1.2(1)回热循环回热循环例题例题例题例题25上一内容下一内容回主目录回回回回热热热热循循循循环环环环的的的的流流流流程程程程：高高压压水水6进进入入锅锅炉炉a被被加加热热为为过过热热蒸蒸汽汽1，然然后后进进入入汽汽轮轮机机膨膨胀胀做做功功，膨膨胀胀到到p2时时，抽抽出出部部分分蒸蒸汽汽引引入入到到回回回回热热热热器器器器e e，其其余余的的过过热热蒸蒸汽汽继继续由状态续由状态2膨胀到状态膨胀到状态2，6.1.2再再经经冷冷凝凝器器c冷冷凝凝到到饱饱和和水水3，此此饱饱和和水水用用水水泵泵d送送入入回回热热器器e，在在回回热热器器中中与与从从汽汽轮轮机机抽抽出出的的部部分分蒸蒸汽汽混混合合进进行行能能量量交交换换，使使水水温温提提高高达达到到状状态态5，而而后后用用水水泵泵f送送入入锅锅炉炉循循环使用。环使用。e图图图图6-56-52例题例题例题例题26上一内容下一内容回主目录6.1.2245回热循环回热循环回热循环回热循环中抽气系数的计算可以通过对中抽气系数的计算可以通过对回热器回热器的的能量分析求得。假定进入汽轮机的蒸汽量为能量分析求得。假定进入汽轮机的蒸汽量为1kg，汽轮汽轮机的机的抽气量为抽气量为抽气量为抽气量为kgkg（不考虑散热损失），则可得不考虑散热损失），则可得图图6-5回热蒸汽的放热量水的吸热量回热蒸汽的放热量水的吸热量由于抽汽回热由于抽汽回热使水温从使水温从T4升升到到T5例题例题例题例题27上一内容下一内容回主目录解得解得6.1.2回热循环的热效率回热循环的热效率回热循环的热效率回热循环的热效率（6-9）（6-10）式式(6-9)、式、式(6-10)中各状态点的焓值可根据给中各状态点的焓值可根据给定的条件查水蒸汽表而得。定的条件查水蒸汽表而得。例题例题6-36-3例题例题例题例题28上一内容下一内容回主目录6.1.2(2)(2)热电循环热电循环热电循环热电循环化工生产中，不仅需要动力，还需要不同品位的热化工生产中，不仅需要动力，还需要不同品位的热量以满足工艺条件的需求。因此，量以满足工艺条件的需求。因此，既提供动力又供给热既提供动力又供给热既提供动力又供给热既提供动力又供给热量的热电循环更适用于化工生产的特点。量的热电循环更适用于化工生产的特点。量的热电循环更适用于化工生产的特点。量的热电循环更适用于化工生产的特点。热电循环有热电循环有背压式汽轮机联合供电供热背压式汽轮机联合供电供热与抽汽式汽轮机联合供电与抽汽式汽轮机联合供电供热两种形式。供热两种形式。背压式汽轮机是排汽背压式汽轮机是排汽背压式汽轮机是排汽背压式汽轮机是排汽压力大于大气压力，压力大于大气压力，压力大于大气压力，压力大于大气压力，排气排气的参数根据用户的需要来的参数根据用户的需要来确定。此循环的示意图与确定。此循环的示意图与T-S图见图见图图6-6所示。所示。例题例题例题例题29上一内容下一内容回主目录此此循循环环类类似似于于朗朗肯肯循循环环，所所不不同同的的是是利利用用汽汽轮轮机机排排汽汽中中冷冷凝凝放放热热量量直直接接供供热热，所所以以背背背背压压压压式式式式汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的排排排排汽汽汽汽压压压压力力力力与与与与供供供供热热热热温温温温度度度度相相相相适适适适应。应。应。应。热热电电循循环环的的效效率率通通常常同同时时用用热热效效率率与与能能能能量量量量利利利利用用用用系系系系数数数数来来评评价价。用用 表示表示6.1.2（6-11）式中式中为循环的热效率；为循环的热效率；qL为循环中提供的热为循环中提供的热量；量；qH为循环中输入的总热量。为循环中输入的总热量。图图6-6例题例题例题例题30上一内容下一内容回主目录 背背压压式式汽汽轮轮机机联联合合供供电电供供热热的的热热电电循循环环中中供供给给动动力力与与供供热热量量是是相相互互牵牵制制，不不能能单单独独调调节节。为为了了克克服服这这一一缺缺点点，可可采采用用抽抽抽抽气气气气式式式式汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的热热热热电电电电循循循循环环环环。图图图图6-76-7表表示示此循环的示意图与此循环的示意图与T-S 图。图。6.1.2图图图图6-76-7例题例题例题例题31上一内容下一内容回主目录 此此循循环环的的T-S T-S 图图与与回回热热循循环环十十分分类类似似，由由于于控控控控制制制制中中中中间间间间的的的的抽抽抽抽气气气气量量量量以以以以同同同同时时时时满满满满足足足足供供供供电电电电与与与与供供供供热热热热两两两两方方方方面面面面，因因此此大大型化工厂大多采用抽汽式汽轮机的热电循环。型化工厂大多采用抽汽式汽轮机的热电循环。6.1.2例题例题例题例题6-46-46-46-4图图图图6-76-7例题例题例题例题32上一内容下一内容回主目录第第 一一 节节 完完例题例题例题例题33上一内容下一内容回主目录6.2节流膨胀节流膨胀与作外功的绝热膨胀与作外功的绝热膨胀6.2.1节流膨胀节流膨胀高高高高压压压压流流流流体体体体流流流流经经经经管管管管道道道道中中中中一一一一节节节节流流流流元元元元件件件件（如如如如节节节节流流流流阀阀阀阀、孔孔孔孔板、毛细管等），迅速膨胀到低压的过程称板、毛细管等），迅速膨胀到低压的过程称板、毛细管等），迅速膨胀到低压的过程称板、毛细管等），迅速膨胀到低压的过程称节流膨胀。节流膨胀。节流膨胀。节流膨胀。因因节节流流过过程程进进行行很很快快，高高压压流流体体与与外外界界的的热热交交换换可可看看做做绝绝热热Q=0，该该过过程程不不对对外外作作功功，WS=0，节节流流前前后后流流体体的的位位差差与与速速度度变变化化可可忽忽略略不不计计，Z=0，u=0=0，由由稳稳定定流流动动的的能能量量平平衡衡方方程程得得HH=0=0，即即即即节节节节流流流流前前前前后后后后流流流流体的焓值不变，体的焓值不变，体的焓值不变，体的焓值不变，这是节流膨胀的特点。这是节流膨胀的特点。6.2.1例题例题例题例题34上一内容下一内容回主目录由由于于节节流流时时存存在在摩摩擦擦阻阻力力损损耗耗，因因而而节节节节流流流流是是是是不不不不可逆过程，节流后流体的熵值必增加。可逆过程，节流后流体的熵值必增加。可逆过程，节流后流体的熵值必增加。可逆过程，节流后流体的熵值必增加。流流体体进进行行节节流流膨膨胀胀时时，由由于于压压力力变变化化而而引引起起的的温温度度变变化化称称为为节节流流效效应应或或Joule-Thomson效效应应。节节流流膨膨胀胀中中温温度度随随压压力力的的变变化化率率称称微微微微分分分分节节节节流流流流效效效效应应应应系系系系数数数数或或Joule-Thomson效应系数。即效应系数。即6.2.1（6-12）Joule(1818-1889)例题例题例题例题35上一内容下一内容回主目录6.2.1利用热力学关系式利用热力学关系式例题例题例题例题36上一内容下一内容回主目录6.2.1（6-13）分析式（分析式（6-13），因为），因为p 00，转化转化曲线区域外曲线区域外J 000J 00J 00J 00，Cp0，所所以以S必必为为正正值值。这这表表明明：“气气气气体体体体进进进进行行行行等等等等熵熵熵熵膨膨膨膨胀胀胀胀时时时时，对对对对外外外外做做做做功功功功，膨膨膨膨胀胀胀胀后后后后气气气气体体体体的的的的温温温温度度度度总总总总是是是是下下下下降降降降，产产产产生生生生冷效应冷效应冷效应冷效应”。气气体体等等熵熵膨膨胀胀时时，压压力力变变化化为为一一有有限限值值，所所引引起的温度变化称起的温度变化称积分等熵膨胀效应积分等熵膨胀效应积分等熵膨胀效应积分等熵膨胀效应T TS S例题例题例题例题44上一内容下一内容回主目录6.2.2方法是给定状态点方法是给定状态点1 1（p p1 1、T T1 1），），由由1 1点作点作垂线与等压线垂线与等压线p p2 2的交的交点即是状态点即是状态22，图中，图中可查得可查得T T2 2 值。值。21工程上，积分等熵膨胀效应工程上，积分等熵膨胀效应工程上，积分等熵膨胀效应工程上，积分等熵膨胀效应T T T TS S S S 也可利用也可利用也可利用也可利用T-S T-S T-S T-S 图直接查得图直接查得图直接查得图直接查得实际上，气体做外功的绝实际上，气体做外功的绝热过程总是存在摩擦、泄热过程总是存在摩擦、泄漏、冷损等，所以是熵增漏、冷损等，所以是熵增大的不可逆过程。大的不可逆过程。图图图图6-106-106-106-10例题例题例题例题45上一内容下一内容回主目录6.2.2节流膨胀与做外功的绝热膨胀的节流膨胀与做外功的绝热膨胀的比较比较比较比较如下。如下。(1)(1)降降降降温温温温程程程程度度度度：相相同同初初态态下下，做做外外功功的的绝绝热热膨膨胀胀比比节节流膨胀大，且还可回收功。流膨胀大，且还可回收功。(2)(2)降降降降温温温温条条条条件件件件：节节流流膨膨胀胀是是有有条条件件的的，对对少少数数气气体体如如H H2 2，He He 等等，必必须须预预冷冷到到一一定定的的低低温温进进行行节节流流，才才能能获获得冷效应。做外功的绝热膨胀后气体的温度总是下降。得冷效应。做外功的绝热膨胀后气体的温度总是下降。(3)(3)设设设设备备备备与与与与操操操操作作作作：节节流流膨膨胀胀采采用用节节流流阀阀，结结构构简简单单、操操作作方方便便，可可用用于于汽汽、液液两两相相区区的的工工作作，甚甚至至可可直直接接用用于于液液体体的的节节流流；而而膨膨胀胀机机结结构构复复杂杂、投投资资大大，不不能能用于产生液滴的场合。用于产生液滴的场合。例题例题例题例题46上一内容下一内容回主目录6.2.2 两两种种膨膨胀胀由由于于各各具具有有优优、缺缺点点，工工程程中中应应用用均均广广泛泛。通通常常节节节节流流流流膨膨膨膨胀胀胀胀应应应应用用用用于于于于普普冷冷循循环环与与小小型型的的深深冷冷设设备备，做做做做外外外外功功功功的的的的绝绝绝绝热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀主主主主要要要要用用用用于于于于大大、中中型型的的气气体体液液化化工工艺艺，由由于于膨膨胀胀机机不不适适用用有有液液体体存存在在的的场场合合，工工程程上常将两种膨胀结合并用上常将两种膨胀结合并用。例题例题例题例题6-66-66-66-6例题例题例题例题47上一内容下一内容回主目录 第二节完第二节完例题例题例题例题48上一内容下一内容回主目录6.3制冷循环制冷循环热热力力学学第第二二定定律律指指出出，热热不不能能自自发发地地由由低低温温物物体体传传向向高高温温物物体体。要要使使这这非非自自发发过过程程成成为为可可能能，必必须须消消耗耗能能量量。制制制制冷冷冷冷循循循循环环环环就就就就是是是是消消消消耗耗耗耗外外外外功功功功或或或或热热热热能能能能而而而而实实实实现现现现热热热热由由由由低低低低温温温温传传传传向向向向高高高高温温温温的的的的逆逆逆逆向向向向循循循循环环环环。消消耗耗外外功功的的制制冷冷循循环环，如如空空气气压压缩缩制制冷冷、蒸蒸汽汽压压缩缩制制冷冷。消消耗耗热热能能的的制制冷冷循循环环，如如吸吸收收式式制制冷冷、蒸蒸汽汽喷喷射射制制冷冷。目目前前应应用用最最广广泛泛的的是是蒸汽压缩制冷蒸汽压缩制冷蒸汽压缩制冷蒸汽压缩制冷与与与与吸收式制冷吸收式制冷吸收式制冷吸收式制冷。6.3例题例题例题例题49上一内容下一内容回主目录6.3.1蒸汽压缩制冷蒸汽压缩制冷 （1）单级蒸汽压缩制冷单级蒸汽压缩制冷 单单级级蒸蒸汽汽压压缩缩制制冷冷是是由由压压缩缩机机、冷冷凝凝器器、节节流流阀阀、蒸蒸发发器器组组成成。图图6-11表表示示单单级级蒸蒸汽汽压压缩缩制制冷冷循循环的示意图、环的示意图、T-S图、图、p-H图。图。6.3.1例题例题例题例题50上一内容下一内容回主目录蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽压压压压缩缩缩缩制制制制冷冷冷冷中中的的蒸蒸蒸蒸发发发发器器器器置置于于低低温温空空间间。循循环环中中，采采用用低低沸沸点点物物质质作作为为制制冷冷剂剂，利利用用制制冷冷剂剂在在蒸蒸发发器器内内等等温温等等压压汽汽化化吸吸热热（即即低低温温吸吸热热）及及在在冷冷凝凝器器内内等等压压冷冷却却、冷冷凝凝放放热热（即即高高温温放放热热）的的相相变变性质，性质，6.3.1实现高温放热、低温吸热的实现高温放热、低温吸热的实现高温放热、低温吸热的实现高温放热、低温吸热的过程过程过程过程。由于汽化潜热较大，。由于汽化潜热较大，制冷效果完善。制冷效果完善。图图6-11例题例题例题例题51上一内容下一内容回主目录6.3.1循环由下列过程组成。循环由下列过程组成。1212为可逆绝热压缩过程。为可逆绝热压缩过程。为可逆绝热压缩过程。为可逆绝热压缩过程。制制冷冷剂剂在在蒸蒸发发器器中中吸吸收收的的热热量量，要要在在较较高高的的压压力力（冷冷凝凝温温度度）下下排排放放，必必须须采采用用压压缩缩机机提提高高制制冷冷剂剂的的压压力力。制制冷冷剂剂进进入入压压压压缩缩缩缩机机机机是是饱饱和和蒸蒸汽汽或或过过热热蒸蒸汽汽（因因湿湿蒸蒸汽汽中中液液滴滴易易损损坏坏压压缩缩机机的的部部件件）。可可逆逆绝热压缩过程在绝热压缩过程在T-S图、图、p-H图上以等熵线表示。图上以等熵线表示。图图图图6-116-11例题例题例题例题52上一内容下一内容回主目录234234过程为等压冷却、冷凝过程。过程为等压冷却、冷凝过程。过程为等压冷却、冷凝过程。过程为等压冷却、冷凝过程。压压缩缩后后过过热热蒸蒸汽汽2在在冷冷冷冷凝凝凝凝器器器器中中冷冷却却、冷冷凝凝，将将热热量传向周围环境，制冷剂本身冷凝为饱和液体量传向周围环境，制冷剂本身冷凝为饱和液体4。6.3.1图图图图6-116-11例题例题例题例题53上一内容下一内容回主目录4545过程为节流膨胀过程。过程为节流膨胀过程。过程为节流膨胀过程。过程为节流膨胀过程。节节节节流流流流阀阀阀阀是是降降低低并并调调节节制制冷冷剂剂的的压压力力，制制冷冷剂剂（饱饱和和液液体体4）经经节节流流膨膨胀胀降降温温降降压压，由由于于节节流流膨膨胀胀是是等等焓焓过过程程，即即H4=H5，节节流流后后的的制制冷冷剂剂为为湿湿蒸蒸汽汽状状态态5。6.3.1图图图图6-116-11例题例题例题例题54上一内容下一内容回主目录5151过程为等压等温蒸发过程。过程为等压等温蒸发过程。过程为等压等温蒸发过程。过程为等压等温蒸发过程。湿湿蒸蒸汽汽5在在蒸蒸蒸蒸发发发发器器器器中中汽汽化化吸吸热热，使使低低温温空空间间获获得得并并维维持持低低温温温温度度。制制冷冷剂剂本本身身由由湿湿蒸蒸汽汽5变变为为饱饱和和蒸蒸汽汽1，再进入压缩机，再进入压缩机，从而完成一次循环。从而完成一次循环。从而完成一次循环。从而完成一次循环。6.3.1图图图图6-116-11例题例题例题例题55上一内容下一内容回主目录6.3高温高温 环境环境低温低温 冷室冷室蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器例题例题例题例题56上一内容下一内容回主目录高温高温 环境环境低温低温 冷室冷室蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器等温线等温线等熵线等熵线例题例题例题例题57上一内容下一内容回主目录蒸汽压缩制冷循环的基本计算。蒸汽压缩制冷循环的基本计算。蒸汽压缩制冷循环的基本计算。蒸汽压缩制冷循环的基本计算。单单单单位位位位制制制制冷冷冷冷量量量量q q00 q0定定义义为为在在给给定定的的制制冷冷操操作作条条件件下下，单单位位质质量量的的制制冷冷剂剂在在一一次次循循环环中中所所获获得得的的冷冷量量。对对蒸蒸发发器器，应应用用稳稳定定流流动动过过程程的的能能量量平平衡衡方方程程，忽忽略略流流动动中中流流体体的的位位能能，动动能能变变化、无轴功输出，得出化、无轴功输出，得出6.3.1（6-18）制制制制冷冷冷冷装装装装置置置置的的的的制制制制冷冷冷冷能能能能力力力力Q Q0 0Q0定定义义为为在在给给定定的的制制冷冷操操作作条条件件下下，制制冷冷剂剂每每小小时时从从低低温温空空间吸取的热量间吸取的热量kJ/h。例题例题例题例题58上一内容下一内容回主目录制冷剂每小时的循环量制冷剂每小时的循环量制冷剂每小时的循环量制冷剂每小时的循环量6.3.1（6-19）冷凝器的放热量冷凝器的放热量冷凝器的放热量冷凝器的放热量（6-20）压缩机消耗的功压缩机消耗的功压缩机消耗的功压缩机消耗的功（单位质量制冷剂）。（单位质量制冷剂）。压缩机消耗的功率压缩机消耗的功率 （6-21）（6-22）例题例题例题例题59上一内容下一内容回主目录制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数6.3.1评评价价蒸蒸汽汽压压缩缩制制冷冷循循环环的的技技术术经经济济指指标标用用制制冷冷系系数数表表示示。定定义义为为制制制制冷冷冷冷装装装装置置置置提提提提供供供供的的的的单单单单位位位位制制制制冷冷冷冷量量量量与压缩单位质量制冷剂所消耗的功量之比。与压缩单位质量制冷剂所消耗的功量之比。与压缩单位质量制冷剂所消耗的功量之比。与压缩单位质量制冷剂所消耗的功量之比。（6-23）例题例题例题例题60上一内容下一内容回主目录6.3.1工程上，为了提高制冷系数，常采用工程上，为了提高制冷系数，常采用过冷措施过冷措施过冷措施过冷措施，即处于状态即处于状态4的饱和液体在给定的冷凝压力下再度冷却的饱和液体在给定的冷凝压力下再度冷却为未饱和液体为未饱和液体4，未饱和液体仍经节流膨胀，在此，未饱和液体仍经节流膨胀，在此T-S图或图或p-H图上表示为图上表示为1234451循环，循环，例题例题例题例题6-76-76-76-7与未过冷的与未过冷的12341循环比较，循环比较，单位质量制冷剂的耗单位质量制冷剂的耗单位质量制冷剂的耗单位质量制冷剂的耗功量相同，但单位制冷量增加功量相同，但单位制冷量增加功量相同，但单位制冷量增加功量相同，但单位制冷量增加即即H1H5H1H5，增加的制冷量相当于图增加的制冷量相当于图6-1中的阴影面积。所以，中的阴影面积。所以，制冷制冷制冷制冷系数增大系数增大系数增大系数增大。第第20次课结束次课结束2010例题例题例题例题61上一内容下一内容回主目录 分析例分析例分析例分析例 6-76-7的结果得出的结果得出的结果得出的结果得出6.3.11.制制冷冷循循环环中中，高高温温物物体体的的放放热热量量大大于于低低温温物物体体的的吸吸热热量量。两两者者之之差差等等于于压压缩缩消消耗耗的的能能量量所所转转换换的的热量。（不能利用冰箱开着门来降低室内温度）热量。（不能利用冰箱开着门来降低室内温度）2.在在相相同同温温度度区区间间工工作作的的制制冷冷循循环环，制制冷冷系系数数以以逆逆向向Carnot循环为最大。循环为最大。进进行行制制冷冷计计算算时时，应应应应先先先先确确确确定定定定：制制冷冷剂剂及及制制冷冷循循环环的的工工作作参参数数（蒸蒸发发温温度度、冷冷凝凝温温度度，如如有有过过冷冷，应应告告之之过过冷冷温温度度）。蒸蒸蒸蒸发发发发温温温温度度度度取取决决于于被被冷冷体体系系的的温温度度，冷冷冷冷凝凝凝凝温温温温度度度度决决定定于于冷冷却却介介质质（大大气气或冷却水等）的温度，同时考虑必要的传热温差。或冷却水等）的温度，同时考虑必要的传热温差。例题例题例题例题62上一内容下一内容回主目录利用制冷剂的压焓图（利用制冷剂的压焓图（利用制冷剂的压焓图（利用制冷剂的压焓图（lnln p p-HH图）图）图）图）来分析、计算制冷循环来分析、计算制冷循环最为方便最为方便最为方便最为方便。因为蒸发及冷凝过程均是等压过程，因为蒸发及冷凝过程均是等压过程，在在lnp-H图上用水平直线表示，节图上用水平直线表示，节流膨胀是等焓过程，用垂直线表示。流膨胀是等焓过程，用垂直线表示。而且，制冷量而且，制冷量q0、放热量放热量Q2及功耗及功耗量量WS可用相应的水平距离可用相应的水平距离(焓差焓差)来来表示，非常直观。表示，非常直观。由给定的工作参数，可在由给定的工作参数，可在制冷剂的热力学图、表制冷剂的热力学图、表制冷剂的热力学图、表制冷剂的热力学图、表上找出相应的状态点，查得或计算各状态点的焓值，上找出相应的状态点，查得或计算各状态点的焓值，而后代入相应的计算公式。而后代入相应的计算公式。pH6.3.1例题例题例题例题63上一内容下一内容回主目录6.3.1大大气气压压力力下下沸沸点点低低。低低沸沸点点不不仅仅能能获获得得低低的的制制冷冷温温度度，而而且且在在一一定定的的制制冷冷温温度度下下，使使蒸蒸发发压压力高于大气压力，防止空气进入制冷装置。力高于大气压力，防止空气进入制冷装置。常常温温下下的的冷冷凝凝压压力力应应尽尽量量低低，以以降降低低对对冷冷凝凝器的耐压与密封的要求。器的耐压与密封的要求。汽汽化化潜潜热热大大，减减小小制制冷冷剂剂的的循循环环量量，缩缩小小压压缩机的尺寸。缩机的尺寸。具具有有较较高高的的临临界界温温度度与与较较低低的的凝凝固固温温度度，使使大部分的放热过程在两相区内进行。大部分的放热过程在两相区内进行。具具有有化化学学稳稳定定性性、不不易易燃燃、不不分分解解、无无腐腐蚀蚀性。性。制冷剂的选择具备以下要求制冷剂的选择具备以下要求制冷剂的选择具备以下要求制冷剂的选择具备以下要求例题例题例题例题64上一内容下一内容回主目录6.3.1常常常常用用用用的的的的制制制制冷冷冷冷剂剂剂剂有有氨氨、氟氟氯氯烃烃、二二氧氧化化碳碳、乙乙烷烷、乙乙烯烯等等。需需指指出出，已已发发现现氟氟氯氯烃烃中中的的R R1111、R R1212、R R113113、R R114114、R R115115、R R2222（CClCCl2 2F F2 2）制制制制冷冷冷冷剂剂剂剂对对对对大大大大气气气气中中中中臭臭臭臭氧氧氧氧层层层层有有有有严严严严重重重重的的的的破破破破坏坏坏坏作作作作用用用用。为为了了保保护护环环境境，根根据据蒙蒙特特利利尔尔议议定定书书（1987年年）的的规规定定，发发达达国国家家要要在在2020年年以以前前全全部部淘淘汰汰“R R2222”制制冷冷剂剂，广广大大发发展展中中国国家家到到2030年年要要全全部部禁禁用用。欧欧盟盟国国家家作作为为我我国国空空调调出出口口的的主主要要市市场场之之一一，至至2004年已全面禁止年已全面禁止“R R2222”制冷剂空调的进口。制冷剂空调的进口。例题例题例题例题65上一内容下一内容回主目录6.3.1例题例题例题例题6-86-86-86-8 6-96-96-96-9因而开发、研制无污染的替代物已受到世界各国的关因而开发、研制无污染的替代物已受到世界各国的关注与重视。注与重视。1992年底，我国绿色冰箱开始投放市场。目前，我国年底，我国绿色冰箱开始投放市场。目前，我国冰箱，冰柜已普遍采用绿色环保制冷剂冰箱，冰柜已普遍采用绿色环保制冷剂R143a。R410a作为一种新型环保制冷剂，由两种准共沸的混作为一种新型环保制冷剂，由两种准共沸的混合物而成，工作压力为普通合物而成，工作压力为普通“R22R22”制冷剂的制冷剂的1.6倍左右，倍左右，制冷（热）效率更高。制冷（热）效率更高。R410a由于不含氯元素，故不会破由于不含氯元素，故不会破坏臭氧层，在热量的吸收和释放过程中热交换效率更高、坏臭氧层，在热量的吸收和释放过程中热交换效率更高、更节能，以此被誉为更节能，以此被誉为“无氟空调无氟空调”。R410a是目前为止国是目前为止国际公认的用来替代际公认的用来替代“R22R22”制冷剂最合适的冷媒，并在欧制冷剂最合适的冷媒，并在欧美、日本等国家得到普及。美、日本等国家得到普及。2010.8格兰仕空调格兰仕空调例题例题例题例题66上一内容下一内容回主目录6.3.1蒸发盘管蒸发盘管冷冻室冷冻室冷凝盘管冷凝盘管压缩机压缩机毛细管毛细管单级蒸汽压缩制冷单级蒸汽压缩制冷例题例题例题例题67上一内容下一内容回主目录 （2 2）多级压缩制冷多级压缩制冷 制制冷冷循循环环中中，当当冷冷凝凝温温度度给给定定，如如果果需需要要较较低低的的蒸蒸发发温温度度，那那么么制制冷冷剂剂的的蒸蒸发发压压力力也也相相应应降降低低，这这要要增增大大压压缩缩机机的的压压缩缩比比，引引起起压压缩缩机机功功耗耗增增加加、排排气气温温度度提提高高等等不不利利情情况况，为为为为了了了了获获获获得得得得较较较较低低低低的的的的制制制制冷冷冷冷温温温温度度度度，提提提提出出出出多多多多级级级级压压压压缩缩缩缩制制制制冷冷冷冷循循循循环环环环。图图6-126-12所所示示为为两两级级压压缩缩制制冷冷的的示意图和示意图和T-ST-S图。图。6.3.1例题例题例题例题68上一内容下一内容回主目录 其其其其工工工工作作作作循循循循环环环环如如如如下下下下：状状态态1表表示示低低压压气气缸缸吸吸入入的的饱饱和和蒸蒸汽汽，压压缩缩至至中中间间压压力力pm，排排出出的的过过热热蒸蒸汽汽被被水水冷冷器器冷冷却却到到状状态态2，再再进进入入中中间间冷冷却却器器，放放出出热热量量达达到到中中间间压压力力pm下下的的饱饱和和温温度度；进进进进入入入入高高高高压压压压汽汽汽汽缸缸缸缸的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽3 3是是是是由由由由以以以以下下下下几几几几部部部部分分分分组组组组成成成成：由由低低压压气气缸缸来来的的蒸蒸汽汽、由由高高压压蒸蒸发发器器产产生生的的蒸蒸汽汽、中中间间冷冷却却器器内内制制冷冷剂剂所所蒸蒸发发的的蒸蒸汽汽，以及节流阀以及节流阀产生的蒸汽。产生的蒸汽。6.3.133图图6-126-12例题例题例题例题69上一内容下一内容回主目录 混混混混合合合合蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽进进入入高高压压气气缸缸被被压压缩缩到到状状态态4 4，进进入入冷冷凝凝器器被被冷冷凝凝成成液液态态5 5，经经节节流流阀阀膨膨胀胀至至湿湿蒸蒸汽汽6 6进进入入中中间间冷冷却却器器；中中中中间间间间冷冷冷冷却却却却器器器器中中液液体体一一一一部部部部分分分分进进入入高高压压蒸蒸发发器器制制冷冷，另另另另一一一一部部部部分分分分液液态态制制冷冷剂剂7 7经经节节流流阀阀膨膨胀胀至至湿湿蒸蒸汽汽8 8进进入入低低压压蒸蒸发发器器制制冷冷，由由此此产产生生低低压压蒸蒸汽汽，完完成一次循环。成一次循环。图图图图6-126-126-126-126.3.1例题例题例题例题70上一内容下一内容回主目录多多多多级级级级压压压压缩缩缩缩往往往往往往往往与与与与多多多多级级级级膨膨膨膨胀胀胀胀相相相相结结结结合合合合，因因此此可可可可提提提提供供供供多多多多种种种种不不不不同同同同温温温温度度度度下下下下的的的的制制制制冷冷冷冷量量量量，正正适适合合化化工工生生产产中中需需要要各各种种温温度度下下的的冷冷量量。可可以以将将物物料料逐逐级级冷冷却却，降降低低传传热热过过程程的的不不可可逆逆程程度度。同同时时带带有有中中间间冷冷却却的的多多级级压压缩缩可可降降低低能耗。能耗。6.3.1例如，乙烯厂对烃类混合物的提纯与分离需要在例如，乙烯厂对烃类混合物的提纯与分离需要在不同的温度下进行，采用不同的温度下进行，采用丙烯丙烯丙烯丙烯作制冷剂的三级压缩作制冷剂的三级压缩制冷可提供制冷可提供3、-24、-40级的冷量，如用级的冷量，如用乙烯乙烯乙烯乙烯作制冷剂的三级压缩制冷则可提供作制冷剂的三级压缩制冷则可提供-55、-75、-101.4级的冷量。级的冷量。例题例题例题例题71上一内容下一内容回主目录（3）复叠式制冷复叠式制冷采采用用单单一一制制冷冷剂剂的的多多级级压压缩缩制制冷冷将将受受到到蒸蒸发发压压力力过过低低以以及及制制冷冷剂剂凝凝固固温温度度的的限限制制，例例如如氨氨的的凝凝固固点点为为-77.7。为为为为了了了了能能能能获获获获得得得得更更更更低低低低的的的的制制制制冷冷冷冷温温温温度度度度，工工程程上上常常采采用用复叠式制冷。复叠式制冷。6.3.1例题例题例题例题72上一内容下一内容回主目录复复叠叠式式制制冷冷的的特特特特点点点点是是采采采采用用用用两两两两种种种种以以以以上上上上的的的的制制制制冷冷冷冷剂剂剂剂各各自自构构成成独独立立的的单单级级蒸蒸汽汽压压缩缩制制冷冷，低低温温级级制制冷冷循循环环中中蒸蒸发发器器与与更更低低温温度度级级制制冷冷循循环环的的冷冷凝凝器器组组合合在在一一起起，称称为为蒸蒸蒸蒸发发发发冷冷冷冷凝凝凝凝器器器器，通通过过蒸蒸发发冷冷凝凝器器实实现现多多个个单单级级蒸蒸汽汽压压缩缩制制冷冷的的串串串串联联联联操操操操作作作作。图图6-13表表示示双双级级复复叠叠式式制制冷冷循循环示意图、环示意图、T-S图。图。6.3.1例题例题例题例题73上一内容下一内容回主目录 图图中中1-2-3-4为为低低温温级级制制冷冷循循环环，5-6-7-8为为更更低低温温度度级级制制冷冷循循环环。1-2-3-4制制冷冷循循环环中中的的蒸蒸发发器器又又是是5-6-7-8制制冷冷循循环环中中的的冷冷凝凝器器，即即蒸蒸蒸蒸发发发发冷冷冷冷凝凝凝凝器器器器。作作用用是是利利用用低低温温级级制制冷冷循循环环中中制制冷冷剂剂的的蒸蒸发发供供冷冷来来冷冷凝凝更更低低温温度度级级制制冷冷循循环环中中压压缩缩机机排排汽汽。复复复复叠叠叠叠式式式式制制制制冷冷冷冷中中中中只只只只有有有有5-6-5-6-7-87-8制冷循环中的蒸发器才提供冷量。制冷循环中的蒸发器才提供冷量。制冷循环中的蒸发器才提供冷量。制冷循环中的蒸发器才提供冷量。6.3.1图图6-13例题例题例题例题74上一内容下一内容回主目录 石石油油裂裂解解气气的的深深冷冷分分离离中中广广泛泛采采用用氨氨氨氨-乙乙乙乙烯烯烯烯复复复复叠叠叠叠式式式式制制制制冷冷冷冷的的工工艺艺流流程程。它它是是以以以以氨氨氨氨作作作作为为为为低低低低温温温温级级级级制制冷冷中中的的制制冷冷剂剂，更更更更低低低低温温温温度度度度级级级级制制制制冷冷冷冷剂剂剂剂为为为为乙乙乙乙烯烯烯烯，节节流流膨膨胀胀后后的的乙乙烯烯在在蒸发器中可提供蒸发器中可提供-100的低温冷量。的低温冷量。图图6-13氨为制冷剂氨为制冷剂乙烯为制冷剂乙烯为制冷剂6.3.1例题例题例题例题75上一内容下一内容回主目录6.3.2吸收式制冷吸收式制冷 吸吸吸吸收收收收式式式式制制制制冷冷冷冷是是是是消消消消耗耗耗耗热热热热能能能能而而而而实实实实现现现现制制制制冷冷冷冷目目目目的的的的。选选用用的的工工工工质质质质是是是是混混混混合合合合溶溶溶溶液液液液，如如氨氨水水溶溶液液、水水溴溴化化锂锂溶溶液液等等。其其中中挥挥发发性性大大，沸沸点点低低的的组组分分是是制制冷冷剂剂，挥挥发发性性小小，沸沸点点高高的的组组分分是是吸吸收收剂剂。氨氨水水溶溶液液中中氨氨是是制制冷冷剂剂、水水是是吸吸收收剂剂，水水溴溴化化锂锂溶溶液液中中水水是是制制冷冷剂剂、溴溴化化锂锂是是吸收剂。吸收剂。图图6-14表表示示吸吸收收式式制制冷冷装装置置的的示示意意图图。图图中中虚虚线线包包围围部部分分是是由由吸吸收收器器、解解吸吸器器、溶溶液液泵泵、换换热热器器所所组组成成，它它替替代代了了蒸蒸汽汽压压缩缩制制冷冷装装置置中中的的压压缩缩机机。除除此之外，其他的组成部分与蒸汽压缩制冷是相同的。此之外，其他的组成部分与蒸汽压缩制冷是相同的。6.3.2例题例题例题例题76上一内容下一内容回主目录 工工工工质质质质的的的的循循循循环环环环如如如如下下下下：从从蒸蒸发发器器出出来来的的氨氨蒸蒸气气进进入入吸吸收收器器，在在吸吸收收器器中中被被稀稀氨氨水水吸吸收收（吸吸收收器器用用冷冷却却水冷却，维持低温，有利于吸收），水冷却，维持低温，有利于吸收），6.3.2吸吸收收器器出出来来的的浓浓氨氨水水和和解解吸吸器器来来的的稀稀氨氨水水在在换换热热器器进进行行热热交交换换（热量充分利用），（热量充分利用），降温后的稀氨水进入降温后的稀氨水进入吸收器以吸收氨，提吸收器以吸收氨，提高了温度的浓氨水进高了温度的浓氨水进入解吸器；入解吸器；图图6-14例题例题例题例题77上一内容下一内容回主目录 由由于于解解解解吸吸吸吸器器器器处处于于较较高高压压力力，吸吸收收器器出出来来的的浓浓氨氨水水循循环环到到解解吸吸器器必必须须用用泵泵输输送送，浓浓氨氨水水在在解解吸吸器器中中被外部热源被外部热源6.3.2（加热介质可利（加热介质可利用蒸汽或其它废用蒸汽或其它废热）加热蒸出氨热）加热蒸出氨蒸气，氨蒸气进蒸气，氨蒸气进入入冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器冷凝成冷凝成液氨，液氨，然后经然后经节节节节流膨胀流膨胀流膨胀流膨胀，以汽液，以汽液混合物的状态进混合物的状态进入入蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器蒸发吸蒸发吸热，如此完成一热，如此完成一次制冷循环。次制冷循环。图图6-14例题例题例题例题78上一内容下一内容回主目录 吸吸收收式式制制冷冷中中，利利用用制制冷冷剂剂在在低低温温下下被被吸吸收收剂剂吸吸收收以以及及较较高高温温度度下下从从吸吸收收剂剂中中解解吸吸的的过过程程来来代代替替蒸蒸汽汽压压缩缩制制冷冷中中的的压压缩缩过过程程，即即消消耗耗热热能能代代替替消消耗耗机机械械能能实实现现制制冷冷的的目目的的。解解解解吸吸吸吸器器器器的的的的压压压压力力力力由由由由冷冷冷冷凝凝凝凝温温温温度度度度决决决决定定定定（取取取取决决决决于于于于冷冷冷冷却却却却水水水水的的的的温温温温度度度度），吸吸吸吸收收收收器器器器的的的的压压压压力力力力由由由由蒸蒸蒸蒸发发发发器器器器中中中中制制制制冷冷冷冷剂剂剂剂的的的的蒸蒸蒸蒸发发发发温温温温度度度度决决决决定定定定。根根据据解解吸吸器器和和吸吸收收器器所所给给定定的的温温度度，压压力力条条件件，从从氨氨水水的的蒸蒸气气压压-浓浓度度的的数数据据（氨氨水水溶