制冷原理與設(shè)備-課件.ppt

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1、第二講制冷原理與設(shè)備主講：楊東紅學(xué)時(shí)安排章數(shù)學(xué)時(shí)緒論2第一章制冷方法3第二章蒸氣壓縮式制冷8第三章制冷劑及載冷劑4第四章蒸發(fā)器和冷凝器6第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備4第七章多級(jí)蒸氣壓縮制冷及復(fù)疊式制冷3實(shí)驗(yàn)2總計(jì)32第一章緒論1.制冷的定義作為一門科學(xué)，制冷是指采油人工的方法在一定時(shí)間和一定空間內(nèi)將某舞廳或流體冷卻，使其溫度降到環(huán)境溫度以下，并保持這個(gè)低溫。因此，制冷不同于自然冷卻。2.明確以下概念(1)制冷劑：在制冷機(jī)中使用的工質(zhì)稱為制冷劑。(2)制冷機(jī)：機(jī)械制冷中所需機(jī)器和設(shè)備的總合稱為制冷機(jī)。(3)制冷裝置：將生產(chǎn)冷量的制冷機(jī)械和消耗冷量的設(shè)備結(jié)合在一起的裝置。3.制冷的分

2、類按照制冷所得到的低溫范圍，制冷技術(shù)劃分為以下4個(gè)領(lǐng)域：普通制冷120K以上深度制冷120K~20K低溫制冷20K~0.3K低溫制冷超低溫制冷0.3K以下本課程主要講普通制冷。4.制冷技術(shù)的研究?jī)?nèi)容及理論基礎(chǔ)制冷技術(shù)主要研究以下三個(gè)方面：(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(duì)制冷循環(huán)進(jìn)行熱力學(xué)的分析和計(jì)算。（比如壓縮式制冷）(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(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)所必需的各種機(jī)械和技術(shù)設(shè)備，包括他們的工作原理、性能分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及制冷裝置的流程組織、系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)。此外，還有熱絕緣問題、制冷裝置的自動(dòng)化問題

3、等等。制冷技術(shù)的理論基礎(chǔ)主要為熱工的三大基礎(chǔ)課程，即《工程熱力學(xué)》、《工程流體力學(xué)》、《傳熱學(xué)》。尤其是《工程熱力學(xué)》，學(xué)習(xí)和從事質(zhì)量工作的人員應(yīng)主要在這三門課程方面打好堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。5.制冷技術(shù)的發(fā)展歷史制冷技術(shù)的發(fā)展概括起來(lái)可分為兩個(gè)階段：（1）天然冷源的應(yīng)用階段是從古代~18世紀(jì)中期。采用的天然冷源主要是指冬季儲(chǔ)存的天然冰和夏季使用的深井水。（2）機(jī)械制冷階段18世紀(jì)中期~今。1755年是人工制冷史的起點(diǎn)?，F(xiàn)代制冷技術(shù)作為一門科學(xué)是由19世紀(jì)中后期發(fā)展起來(lái)的，到20世紀(jì)具有更大的發(fā)展。6.制冷技術(shù)的產(chǎn)生背景及應(yīng)用制冷是為適應(yīng)人們對(duì)低溫條件的需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的，是人

4、們社會(huì)實(shí)踐的結(jié)晶，并隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，制冷在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的作用和地位日益重要。制冷的應(yīng)用幾乎滲透到各個(gè)生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)領(lǐng)域以及人們生活的各個(gè)方面中，概括起來(lái)主要有以下幾個(gè)領(lǐng)域：(1)商業(yè)及人民生活比如人工冰廠、空調(diào)、冰箱、冷柜以及食品的冷凍冷藏、保鮮、冷藏運(yùn)輸?shù)取?2)工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)牧業(yè)比如制藥、啤酒、精密儀器車間等；農(nóng)作物的種子進(jìn)行低溫處理，人工氣候育秧室、蔬菜水果的保鮮等。(3)建筑工程比如挖掘隧道、建筑河堤時(shí)采用的“凍土法”。(4)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究如各種環(huán)境模擬裝置中創(chuàng)造的人工環(huán)境。(5)醫(yī)療衛(wèi)生如藥品、疫苗及人體

5、器官的冷藏保存，手術(shù)中采用低溫麻醉等。(6)尖端科學(xué)領(lǐng)域等如微電子技術(shù)、能源、新型材料、宇宙開發(fā)等。制冷與低溫技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域舉例制冷在空調(diào)中的作用(1)干式冷卻(2)減濕冷卻(3)減濕與干式冷卻混合方式1.空氣調(diào)節(jié)圖1-26制冷與空調(diào)的關(guān)系制冷和空調(diào)的關(guān)系相互聯(lián)系又獨(dú)立用人工方法構(gòu)成各種人們所希望達(dá)到的環(huán)境條件，包括地面的各種氣候變化和高空宇宙及其它特殊的要求。2.人工環(huán)境與制冷有關(guān)的人工環(huán)境試驗(yàn)有以下幾種(1)低溫環(huán)境試驗(yàn)(2)濕熱試驗(yàn)(3)鹽霧試驗(yàn)(4)多種氣候試驗(yàn)(5)空間模擬試驗(yàn)根據(jù)對(duì)食品處理方式不同，食品低溫處理工藝可分三類：(1)食品的冷藏與冷卻(2)食品的凍結(jié)

6、與凍藏(3)冷凍干燥3.食品冷凍與冷凍干燥研究低溫對(duì)生物體產(chǎn)生的影響及應(yīng)用的學(xué)科。低溫生物學(xué)研究溫度降低對(duì)人類生命過(guò)程的影響，以及低溫技術(shù)在人類同疾病作斗爭(zhēng)中的應(yīng)用的學(xué)科。低溫醫(yī)學(xué)低溫生物醫(yī)學(xué)低溫生物學(xué)和低溫醫(yī)學(xué)的統(tǒng)稱。典型應(yīng)用例子(1)細(xì)胞組織程序冷卻的低溫保存(2)超快速的玻璃化低溫保存方法(3)利用低溫器械使病灶細(xì)胞和組織低溫?fù)p傷而壞死的低溫外科。4.低溫生物醫(yī)學(xué)技術(shù)微波激射器必須冷到液氮或液氦溫度,以使放大器元素原子的熱振蕩不至于嚴(yán)重干擾微波的吸收與發(fā)射。超導(dǎo)量子干涉器即SQUIDs,被用在相當(dāng)靈敏的數(shù)字式磁力計(jì)和伏安表上。在MHD系統(tǒng)、線性加速器和托克馬克裝置中，超

7、導(dǎo)磁體被用來(lái)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。5.低溫電子技術(shù)運(yùn)用與超導(dǎo)電性有關(guān)的Meissner效應(yīng),用磁場(chǎng)代替油或空氣作潤(rùn)滑劑,可以制成無(wú)磨擦軸承。在船用推進(jìn)系統(tǒng)中,無(wú)電力損失的超導(dǎo)電機(jī)已獲得應(yīng)用。偏差極小的超導(dǎo)陀螺也已經(jīng)被研制出來(lái)。時(shí)速500km/h的低溫超導(dǎo)磁懸浮列車已經(jīng)在日本投入試驗(yàn)運(yùn)行。6.機(jī)械設(shè)計(jì)采用紅外光學(xué)鏡頭可以拍攝熱源外形，并可以對(duì)熱源進(jìn)行跟蹤。一些紅外材料往往工作在120K以下的低溫下，使得熱源遙感信號(hào)更為清晰，為了拍攝高靈敏度的信號(hào)往往需要更低的溫度。一般紅外衛(wèi)星需要70-120K的低溫，往往通過(guò)斯特