制冷原理與設備-課件.ppt

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1、第二講制冷原理與設備主講：楊東紅學時安排章數(shù)學時緒論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)流機構和輔助設備4第七章多級蒸氣壓縮制冷及復疊式制冷3實驗2總計32第一章緒論1.制冷的定義作為一門科學，制冷是指采油人工的方法在一定時間和一定空間內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：在制冷機中使用的工質稱為制冷劑。(2)制冷機：機械制冷中所需機器和設備的總合稱為制冷機。(3)制冷裝置：將生產(chǎn)冷量的制冷機械和消耗冷量的設備結合在一起的裝置。3.制冷的分

2、類按照制冷所得到的低溫范圍，制冷技術劃分為以下4個領域：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.制冷技術的研究內容及理論基礎制冷技術主要研究以下三個方面：(1)研究獲得低溫的方法和有關的機理以及與此相應的制冷循環(huán)，并對制冷循環(huán)進行熱力學的分析和計算。（比如壓縮式制冷）(2)研究制冷劑的性質，從而為制冷機提供性能滿意的工作介質。(3)研究實現(xiàn)制冷循環(huán)所必需的各種機械和技術設備，包括他們的工作原理、性能分析、結構設計，以及制冷裝置的流程組織、系統(tǒng)配套設計。此外，還有熱絕緣問題、制冷裝置的自動化問題

3、等等。制冷技術的理論基礎主要為熱工的三大基礎課程，即《工程熱力學》、《工程流體力學》、《傳熱學》。尤其是《工程熱力學》，學習和從事質量工作的人員應主要在這三門課程方面打好堅實的理論基礎。5.制冷技術的發(fā)展歷史制冷技術的發(fā)展概括起來可分為兩個階段：（1）天然冷源的應用階段是從古代~18世紀中期。采用的天然冷源主要是指冬季儲存的天然冰和夏季使用的深井水。（2）機械制冷階段18世紀中期~今。1755年是人工制冷史的起點。現(xiàn)代制冷技術作為一門科學是由19世紀中后期發(fā)展起來的，到20世紀具有更大的發(fā)展。6.制冷技術的產(chǎn)生背景及應用制冷是為適應人們對低溫條件的需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來的，是人

4、們社會實踐的結晶，并隨著現(xiàn)代技術的發(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、航天等國民經(jīng)濟各個部門的作用和地位日益重要。制冷的應用幾乎滲透到各個生產(chǎn)技術、科學領域以及人們生活的各個方面中，概括起來主要有以下幾個領域：(1)商業(yè)及人民生活比如人工冰廠、空調、冰箱、冷柜以及食品的冷凍冷藏、保鮮、冷藏運輸?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、建筑河堤時采用的“凍土法”。(4)科學實驗研究如各種環(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，手術中采用低溫麻醉等。(6)尖端科學領域等如微電子技術、能源、新型材料、宇宙開發(fā)等。制冷與低溫技術的應用領域舉例制冷在空調中的作用(1)干式冷卻(2)減濕冷卻(3)減濕與干式冷卻混合方式1.空氣調節(jié)圖1-26制冷與空調的關系制冷和空調的關系相互聯(lián)系又獨立用人工方法構成各種人們所希望達到的環(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)境與制冷有關的人工環(huán)境試驗有以下幾種(1)低溫環(huán)境試驗(2)濕熱試驗(3)鹽霧試驗(4)多種氣候試驗(5)空間模擬試驗根據(jù)對食品處理方式不同，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

6、與凍藏(3)冷凍干燥3.食品冷凍與冷凍干燥研究低溫對生物體產(chǎn)生的影響及應用的學科。低溫生物學研究溫度降低對人類生命過程的影響，以及低溫技術在人類同疾病作斗爭中的應用的學科。低溫醫(yī)學低溫生物醫(yī)學低溫生物學和低溫醫(yī)學的統(tǒng)稱。典型應用例子(1)細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胞和組織低溫損傷而壞死的低溫外科。4.低溫生物醫(yī)學技術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重干擾微波的吸收與發(fā)射。超導量子干涉器即SQUIDs,被用在相當靈敏的數(shù)字式磁力計和伏安表上。在MHD系統(tǒng)、線性加速器和托克馬克裝置中，超

7、導磁體被用來產(chǎn)生強磁場。5.低溫電子技術運用與超導電性有關的Meissner效應,用磁場代替油或空氣作潤滑劑,可以制成無磨擦軸承。在船用推進系統(tǒng)中,無電力損失的超導電機已獲得應用。偏差極小的超導陀螺也已經(jīng)被研制出來。時速500km/h的低溫超導磁懸浮列車已經(jīng)在日本投入試驗運行。6.機械設計采用紅外光學鏡頭可以拍攝熱源外形，并可以對熱源進行跟蹤。一些紅外材料往往工作在120K以下的低溫下，使得熱源遙感信號更為清晰，為了拍攝高靈敏度的信號往往需要更低的溫度。一般紅外衛(wèi)星需要70-120K的低溫，往往通過斯特