制冷原理與設(shè)備緒論、第一章

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1、制冷原理與設(shè)備天津商業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院制冷與空調(diào)工程系李慧宇教學(xué)主要內(nèi)容：制冷原理各種制冷方法概述單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)制冷劑雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)復(fù)疊式蒸氣壓縮式制冷循環(huán)制冷設(shè)備冷凝器和蒸發(fā)器節(jié)流機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備教學(xué)參考書：制冷原理與設(shè)備吳業(yè)正主編，機(jī)械工業(yè)出版社制冷與低溫原理陳光明陳國邦主編，機(jī)械工業(yè)出版社制冷原理與裝置鄭賢德主編，機(jī)械工業(yè)出版社空調(diào)調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)彥啟森主編，中國建筑工業(yè)出版社課程學(xué)習(xí)要求：了解并掌握蒸氣壓縮式制冷的基本原理及其循環(huán)特點；了解并掌握制冷機(jī)設(shè)備的各種類型及其設(shè)計計算；了解各種制冷方法的基本原理及其循

2、環(huán)；通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)行制冷循環(huán)的熱力計算及機(jī)器設(shè)備的選型（或設(shè)計）；按時完成作業(yè)。緒論制冷技術(shù)實現(xiàn)制冷的途徑制冷技術(shù)的應(yīng)用制冷技術(shù)的研究內(nèi)容和基礎(chǔ)理論緒論一、制冷技術(shù)1.制冷的定義：制冷就是使某一空間內(nèi)物體的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度，并維持這個低溫環(huán)境的過程。2.實現(xiàn)制冷的途徑：天然冷卻利用自然界的物質(zhì)來完成的降溫過程人工制冷—利用制冷裝置獲得所需的低溫，但要消耗能量（如：電能、熱能、機(jī)械能、太陽能等）。3.制冷機(jī)機(jī)械制冷中所需機(jī)器設(shè)備的總合稱為制冷機(jī)。4.制冷劑制冷機(jī)中使用的工作介質(zhì)稱為制冷劑。制冷劑在制冷機(jī)中循環(huán)流動，同

3、時與外界發(fā)生能量交換，即不斷地從被冷卻對象中吸取熱量，向環(huán)境排放熱量。二、實現(xiàn)人工制冷的方法1.利用物質(zhì)的相變來吸熱制冷；融化（固體—液體）氣化（液體—氣體）升華（固體—氣體）氣化制冷（蒸氣制冷）：包括蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷、蒸汽噴射式制冷、吸附式制冷。2.利用氣體膨脹產(chǎn)生低溫氣體等熵膨脹時溫度總是降低的，產(chǎn)生冷效應(yīng)。3.氣體渦流制冷高壓氣體經(jīng)渦流管膨脹后，可分為冷熱兩股氣流；4.熱電制冷（半導(dǎo)體制冷）利用半導(dǎo)體的溫差電效應(yīng)實現(xiàn)的制冷。根據(jù)制冷溫度的不同，制冷技術(shù)可大體上劃分三大類：普通冷凍：＞120K深度冷凍：120K~20K低

4、溫和超低溫：＜20K。t=T-273.15(t,℃;T,Kelvin開）T=273+t三.制冷技術(shù)的研究內(nèi)容1）研究獲得低溫的方法和有關(guān)的機(jī)理以及與此相應(yīng)的制冷循環(huán)，并對制冷循環(huán)進(jìn)行熱力學(xué)的分析和計算。2）研究制冷劑的性質(zhì)，從而為制冷機(jī)提供性能滿意的工作介質(zhì)。3）研究實現(xiàn)制冷循環(huán)所必需的各種機(jī)械和技術(shù)設(shè)備，包括它們的工作原理、性能分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及制冷裝置的流程組織、系統(tǒng)配套設(shè)計。四.制冷技術(shù)的應(yīng)用１.空調(diào)工程空調(diào)工程是制冷技術(shù)應(yīng)用的一個廣闊領(lǐng)域。光學(xué)儀器儀表、精密計量量具、紡織等生產(chǎn)車間及計算機(jī)房等，都要求對環(huán)境的溫度、濕度、潔凈

5、度進(jìn)行不同程度的控制；體育館、大會堂、賓館等公共建筑和小汽車、飛機(jī)、大型客車等交通工具也都需有舒適的空調(diào)系統(tǒng)。２.食品工程易腐食品從采購或捕撈、加工、貯藏、運輸?shù)戒N售的全部流通過程中，都必須保持穩(wěn)定的低溫環(huán)境，才能延長和提高食品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)壽命與價值。這就需有各種制冷設(shè)施，如冷加工設(shè)備、冷凍冷藏庫、冷藏運輸車或船、冷藏售貨柜臺等。３.機(jī)械與電子工業(yè)精密機(jī)床油壓系統(tǒng)利用制冷來控制油溫，可穩(wěn)定油膜剛度，使機(jī)床能正常工作。對鋼進(jìn)行低溫處理可改善鋼的性能，提高鋼的硬度和強度，延長工件的使用壽命。多路通訊、雷達(dá)、衛(wèi)星地面站等電子設(shè)備也都需要在低

6、溫下工作。４.醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)血漿、疫苗及某些特殊藥品需要低溫保存。低溫麻醉、低溫手術(shù)及高燒患者的冷敷降溫等也需制冷技術(shù)。５.國防工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)在高寒地區(qū)使用的發(fā)動機(jī)、汽車、坦克、大炮等常規(guī)武器的性能需要作環(huán)境模擬試驗，火箭、航天器也需要在模擬高空條件下進(jìn)行試驗，這些都需要人工制冷技術(shù)。人工降雨也需要制冷。６.家用冰箱及空調(diào)等日常生活方面也是制冷技術(shù)的應(yīng)用。拼裝式冷庫結(jié)構(gòu)簡圖大型裝配式冷庫外形圖果汁機(jī)樓宇空調(diào)陳列柜五.制冷技術(shù)的發(fā)展歷史1755年，愛丁堡的化學(xué)教授庫倫利用乙醚蒸發(fā)使水結(jié)冰。他的學(xué)生布拉克從本質(zhì)上解釋了融化和汽化現(xiàn)象，導(dǎo)出了

7、潛熱的概念，并發(fā)明了冰量熱器，標(biāo)志著現(xiàn)代制冷技術(shù)的開始。1834年，在倫敦工作的美國發(fā)明家波爾金斯造出了第一臺以乙醚為工質(zhì)的蒸氣壓縮式制冷機(jī)，并正式呈請了英國第6662號專利。這是后來所有蒸氣壓縮式制冷機(jī)的雛型。1875年，卡列和林德用氨作制冷劑，制造了氨蒸氣壓縮式制冷機(jī)。1844年，美國人J.Gorrie發(fā)明了空氣循環(huán)式制冷機(jī)，并于1851年獲得美國專利，這是世界第一臺制冷和空調(diào)用機(jī)器。1858年，美國人尼斯取得了冷庫設(shè)計的第一個美國專利，從此商用食品冷藏事業(yè)開始發(fā)展。我國制冷的發(fā)展簡史人類最早的制冷方法是利用自然界存在的冷物質(zhì)－冰

8、、深井水等。我國早在周朝就有了用冰的歷史。到了秦漢，冰的使用就更進(jìn)了一步，據(jù)《藝文志》記載：大秦國有五宮殿，以水晶為柱拱，稱水晶宮，內(nèi)實以冰，遇夏開發(fā)。”這實質(zhì)是我國最早的空調(diào)房間。到了唐朝已生產(chǎn)冰鎮(zhèn)飲料并已有了冰商。冰