制冷技術(shù)基礎(chǔ)全套PPT課件

目錄單元一工程熱力學(xué)基礎(chǔ)單元二流體力學(xué)基礎(chǔ)單元三傳熱學(xué)基礎(chǔ)單元四制冷劑、載冷劑與冷凍機(jī)油單元五蒸氣壓縮式制冷原理單元六吸收式制冷循環(huán)單元七其他制冷循環(huán)及制冷方法單元一工程熱力學(xué)基礎(chǔ)工程熱力學(xué)是關(guān)于熱現(xiàn)象的宏觀理論，研究的方法是宏觀的，它以歸納無數(shù)事實(shí)所得到的熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律和熱力學(xué)第三定律作為推理的基礎(chǔ)，通過物質(zhì)的溫度T、壓力P、比體積V、內(nèi)能U、焓H和熵S等宏觀參數(shù)和受熱、冷卻、膨脹、收縮等整體行為，對(duì)宏觀現(xiàn)象和熱力過程進(jìn)行研究。工程上常把蒸汽表變成蒸汽圖。常用的蒸汽圖有壓焓圖（p-h）、溫熵圖(T-s)、焓熵圖(h-s)等。理想氣體的基本熱力過程包括定容過程、定壓過程、定溫過程和定熵過程。單元一工程熱力學(xué)基礎(chǔ)單元目標(biāo)1．能了解熱力系統(tǒng)的基本狀態(tài)參數(shù)；2．能理解卡諾定理，掌握卡諾循環(huán)的基本組成；3．會(huì)敘述熱力學(xué)第一、二、三定律的內(nèi)容；4．能了解熱力過程和熱力循環(huán)；5．能準(zhǔn)確計(jì)算氣體的內(nèi)能、焓、熵；6．能記住蒸氣的等壓產(chǎn)生過程中的三個(gè)階段、五種狀態(tài)；7．會(huì)認(rèn)識(shí)蒸氣的壓焓圖、溫熵圖、焓熵圖；8．能熟練掌握物質(zhì)的三種狀態(tài)變化過程。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)概述在工程熱力學(xué)中為實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能或其他能量的轉(zhuǎn)換或傳遞過程中所用的工作介質(zhì)，稱為工質(zhì)。在相互作用的各部分物質(zhì)中，人為選取某個(gè)空間內(nèi)的物質(zhì)作為研究對(duì)象。這種作為研究對(duì)象的某指定空間內(nèi)的物質(zhì)稱為熱力學(xué)系統(tǒng)或熱力系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)或體系。工程熱力學(xué)中討論的大部分系統(tǒng)都是簡單可壓縮系統(tǒng)。描述制冷劑狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)參數(shù)。常用的狀態(tài)參數(shù)有六個(gè)，如溫度T、壓力P、比體積V、內(nèi)能U、焓H和熵S等，其中溫度、壓力和比體積三個(gè)物理量為熱力學(xué)狀態(tài)的基本參數(shù)。熱力循環(huán)引入了卡諾循環(huán)與逆卡諾循環(huán)。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)目標(biāo)1.能敘述開口系統(tǒng)與閉口系統(tǒng)的區(qū)別。2.會(huì)根據(jù)三種溫標(biāo)的換算關(guān)系式進(jìn)行三種溫標(biāo)的換算。3.能準(zhǔn)確把握卡諾定理的實(shí)質(zhì)。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念知識(shí)鏈接一、工質(zhì)與熱力系統(tǒng)1.工質(zhì)在工程熱力學(xué)中為實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能或其他能量的轉(zhuǎn)換或傳遞過程中所用的工作介質(zhì)，稱為工質(zhì)。工質(zhì)是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與傳遞的內(nèi)部條件，選用合適的工質(zhì)可以提高熱力設(shè)備的效率。工質(zhì)一般是流體，尤其是氣體或水蒸汽，因?yàn)闅鈶B(tài)物質(zhì)有良好的流動(dòng)性和壓縮性，便于吸收、輸運(yùn)、釋放或轉(zhuǎn)換能量。例如空氣、水和水蒸汽容易獲得，成本低廉，并具有無腐蝕性、比熱容和汽化潛熱較大等優(yōu)良性能，所以是最常用的工質(zhì)。在制冷系統(tǒng)中通常將工質(zhì)稱為制冷劑，如氨、氟利昂等。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念2．系統(tǒng)、邊界與外界

（1）系統(tǒng)熱力學(xué)中，為了便于研究與分析問題，通常根據(jù)所研究問題的需要，在相互作用的各部分物質(zhì)中，人為選取某個(gè)空間內(nèi)的物質(zhì)作為研究對(duì)象。這種作為研究對(duì)象的某指定空間內(nèi)的物質(zhì)稱為熱力學(xué)系統(tǒng)或熱力系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)或體系?；蛘哒f，把包含在規(guī)定邊界之內(nèi)的物質(zhì)的總和稱為熱力系統(tǒng)。如圖2-1-1所示，氣缸中虛線包圍的氣體就是我們的研究對(duì)象，則氣體便是熱力系統(tǒng)。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（2）邊界系統(tǒng)與外界之間的分界面稱為界面或邊界，其作用是確定研究對(duì)象，將系統(tǒng)與外界分隔開來。所以說熱力系統(tǒng)是由界面包圍著的作為研究對(duì)象的物質(zhì)的總和。系統(tǒng)和外界之間，通過邊界進(jìn)行能量的傳遞與物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。系統(tǒng)的邊界可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的；可以是固定不變的，也可以是運(yùn)動(dòng)的或可變形的。如圖2-1-1中的邊界就是氣缸壁及活塞端部表面等實(shí)物界面相一致的實(shí)際邊界。又如圖2-1-2所示，一個(gè)真空的容器，當(dāng)與外界連接的閥門打開時(shí)，外界空氣在大氣壓力作用下將流入容器，直至它們的壓力與外界大氣壓力平衡為止。我們可以把大氣中流入容器的那部分空氣用一個(gè)假想的邊界從大氣中劃分出來，那么，容器內(nèi)壁以及假想的邊界所包圍的空氣便是我們研究的熱力系統(tǒng)。當(dāng)閥門打開后，隨著空氣流入容器，假想的邊界受邊界空氣壓縮，這時(shí)邊界及整個(gè)系統(tǒng)都發(fā)生收縮。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（3）外界邊界以外與系統(tǒng)相互作用的周圍物質(zhì)，稱為外界或環(huán)境。系統(tǒng)與外界相互作用通常有三種形式，即功、熱和物質(zhì)的交換，于是可以設(shè)想外界是能夠分別接受或給予系統(tǒng)熱量、功量和質(zhì)量的熱力源或物體。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（1）開口系統(tǒng)：系統(tǒng)和外界有物質(zhì)的交換，這種系統(tǒng)稱為開口系統(tǒng)或流動(dòng)熱力系統(tǒng)。（2）閉口系統(tǒng)：系統(tǒng)和外界可以有能量的交換，但沒有物質(zhì)的交換，這種系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念4.簡單系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)與孤立系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)與外界之間所進(jìn)行的能量交換情況不同，可以將系統(tǒng)分為簡單系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)與孤立系統(tǒng)三種。和外界不進(jìn)行熱交換的熱力系統(tǒng)稱為絕熱系統(tǒng)。和外界既無能量交換又無物質(zhì)交換的系統(tǒng)稱為孤立系統(tǒng)。和外界只交換熱量和一種形式的準(zhǔn)靜態(tài)功的系統(tǒng)稱為簡單系統(tǒng)。在簡單系統(tǒng)中，表面現(xiàn)象、重力、電和磁的效應(yīng)都不呈現(xiàn)出來。絕對(duì)的絕熱系統(tǒng)和孤立系統(tǒng)是不存在的。孤立系統(tǒng)一定是閉口的和絕熱的，但閉口系統(tǒng)或絕熱系統(tǒng)不一定都是孤立的。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念5.均勻系統(tǒng)與非均勻系統(tǒng)、單元系統(tǒng)與多元系統(tǒng)、可壓縮系統(tǒng)系統(tǒng)也可按其內(nèi)部狀況的不同而分為以下幾種。內(nèi)部各部分化學(xué)成分和物理性質(zhì)都均勻一致的系統(tǒng)稱為均勻系統(tǒng)。由兩個(gè)或兩個(gè)以上的相所組成的系統(tǒng)稱為非均勻系統(tǒng)。只含有一種化學(xué)成分物質(zhì)的系統(tǒng)稱為單元系統(tǒng)。由兩種或兩種以上物質(zhì)組成的系統(tǒng)稱為多元系統(tǒng)。由可壓縮流體組成的系統(tǒng)稱為可壓縮系統(tǒng)。與外界只有熱量和準(zhǔn)靜態(tài)容積變化功(膨脹功或壓縮功)交換的可壓縮系統(tǒng)稱為簡單可壓縮系統(tǒng)。工程熱力學(xué)中討論的大部分系統(tǒng)都是簡單可壓縮系統(tǒng)。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念二、熱力系統(tǒng)狀態(tài)及基本參數(shù)

1.溫度

（1）溫度的含義：物體溫度的高低反映了物質(zhì)內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，是大量分子運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的平均值，表示了物體的冷熱程度。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念2.壓力（1）壓力的定義及單位在制冷技術(shù)中，壓力是指單位面積所承受的垂直作用力，也叫壓強(qiáng)，用P表示。壓力的國際單位是帕（帕斯卡）Pa，或者牛頓/米2，它表示每平方米面積上所受的垂直作用力為1牛頓，即：P=F/S(2-1-1)式中：P——壓力

（Pa）F——作用力

（N）S——作用面積

（m2）任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（2）表壓力和絕對(duì)壓力表壓力是通過壓力表上的數(shù)值表示的，是以一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓作為基準(zhǔn)，被測氣體的實(shí)際壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ牟钪?。如果壓力比大氣壓力低時(shí)，就是負(fù)值，稱真空度（B）。表壓力是為制冷系統(tǒng)運(yùn)行和操作時(shí)直接觀察得到的。絕對(duì)壓力是表示氣體實(shí)際的壓力值，等于表壓力和大氣壓力之和，即Pa=P0+Pg(2-1-2)式（2-2）中Pa——絕對(duì)壓力P0——大氣壓力Pg——表壓力任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念3.比容比容是指單位質(zhì)量的制冷劑所占的容積，用V表示，其單位是米3/千克（m3/kg），或升/千克（L/kg）。制冷劑蒸氣的質(zhì)量體積是決定壓縮機(jī)制冷量的重要參數(shù)。例如：1kg氟利昂12，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（絕對(duì)壓力為101325Pa，溫度為0℃），其蒸氣的容積是155.97L,它的比容則為155.97L/kg；其液體的容積是0.6727L，比容為0.6727L/kg。比容是物質(zhì)分子之間密集程度的物理量。對(duì)于氣體而言，分子間距離大，比容也大，密集程度就小，可壓縮性就大；反之，比容小，則分子間的密集程度大，可壓縮性就小。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念1.熱能物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，是能的一種形式，可以隨著物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)由一種形態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種形態(tài)，也可以隨著物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)從這一個(gè)物體傳到另一個(gè)物體，或從物體的這一部分傳到另一部分。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念2.熱量

是物質(zhì)熱能轉(zhuǎn)移時(shí)的度量，只有在熱能轉(zhuǎn)移過程中才有意義，表示某物體吸熱或放熱多少的物理量。熱量在熱力學(xué)中用符號(hào)“Q”表示，工程單位是“cal（卡）。在實(shí)行法定計(jì)量單位以前，在熱力學(xué)工程上把1g水溫度升高或降低1℃時(shí)變化的熱量定為1cal。實(shí)際應(yīng)用中常用kcal作為熱量的單位。在法定計(jì)量單位制中規(guī)定，熱量的單位與功一樣，用“J（焦耳）”或“KJ（千焦耳）。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（1）熱量與溫度熱量只在熱能轉(zhuǎn)移過程中才有意義，制冷技術(shù)就是研究和利用熱能的轉(zhuǎn)移過程及其數(shù)量的科學(xué)。例如電冰箱，我們研究的是制冷機(jī)從箱內(nèi)移出多少熱量到箱外，而沒必要研究箱內(nèi)具有熱量的絕對(duì)值。如果要研究箱內(nèi)熱量的話，也只是討論箱內(nèi)移出或進(jìn)人多少熱量后，將產(chǎn)生什么變化。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（2）熱量的單位與換算

工程單位制中熱量的單位為大卡(kcal),1大卡為1kg純水101325Pa壓力（在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）下溫度升高l℃所需要的熱量。1g純水升高1℃所需的熱量為1卡。l大卡（kcal）＝1000卡（cal）

在法定計(jì)量單位中熱量的單位為焦耳，用符號(hào)J表示。1J=0.24cal（1kJ=0.24kcal）

或1kcal=4.18kJ在英制單位中熱量的單位為“英熱單位”。1磅純水升高或降低l℉所吸收或放出的熱量，稱為一個(gè)英熱單位（Britshthermalunit）1Btu＝0.25kcal＝1.05kJ任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（3）比熱

物體的溫度發(fā)生一定量的變化時(shí)，物體所吸收或放出的熱量，不僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，還與物體的物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，而與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)。把單位質(zhì)量的某物質(zhì)升高或降低1℃所吸收或放出的熱量，稱為這種物質(zhì)的比熱，比熱用符號(hào)“C”表示，在工程上使用的單位是“cal/kg·℃”或“kcal/kg·℃”。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念物體溫度的變化將伴隨著熱量的轉(zhuǎn)移，即得到熱量或失去熱量。得到或失去熱量的數(shù)值。與該物質(zhì)的比熱、質(zhì)量及溫度變化值成正比。計(jì)算式為：Q=cm（t2一t1）

（2-1-3）式中Q—熱量，kJ；c—物質(zhì)比熱，kJ/kg℃；m—物質(zhì)的質(zhì)量，kg；t1—物體初始溫度，℃；t2—物體終止溫度，℃。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念1）定容比熱：一定量的氣體在一定體積下吸熱或放熱，溫度升高或降低而體積保持不變，這一過程中氣體的比熱稱為定容比熱，用符號(hào)“Cv”表示。2）定壓比熱：一定量的氣體在一定壓力下吸熱或放熱，溫度升高或降低而壓力保持不變，這一過程中氣體的比熱稱為定壓比熱，用符號(hào)“Cp”表示。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念由于溫度升高時(shí)，氣體尚需克服外界抵抗力而作膨脹功，因此，同樣升高1℃，在定壓情況下比在定容情況下加熱時(shí)需要更多的熱量，所以定壓比熱總是大于定容比熱，即：Cp＞Cv（2-1-4）3）絕熱指數(shù)：同一氣體的定壓比熱與定容比熱之比稱為這種氣體的比熱比，也稱作這種氣體的絕熱指數(shù)，用符號(hào)“k”表示。

K=Cp/Cv（2-1-5）任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念4．功和功率

功：也是能的一種。當(dāng)對(duì)物體施加外力使物體產(chǎn)生移動(dòng)時(shí)，就表示外力對(duì)物體做了功。施加的外力越大，或物體移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，就表明對(duì)物體做的功越大。功的符號(hào)是“W”，單位“J（焦耳）”或“KJ（千焦耳）。1J=1N·m（1焦耳=1牛·米）功率：單位時(shí)間內(nèi)所消耗的功稱為功率，符號(hào)“P”，單位“w（瓦）”或“Kw（千瓦）”。1w=1J/s（1瓦=1焦耳/秒）熱功當(dāng)量：熱和功都是能，它們彼此之間可以相互轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過程中，始終保持著一定的當(dāng)量關(guān)系，且能量的總和不變。實(shí)驗(yàn)證明，1cal的熱量跟4.184kJ的功相當(dāng)，這個(gè)當(dāng)量關(guān)系就是熱功當(dāng)量，即：1cal=4.184KJ任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念1．熱力過程（1）準(zhǔn)靜態(tài)過程任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念準(zhǔn)靜態(tài)過程的特征是：

①在過程中，工質(zhì)內(nèi)部不斷存在力平衡和熱平衡，或者說平衡被破壞的程度無限小。②由于要保證熱力系隨時(shí)處于平衡狀態(tài)，所以過程進(jìn)行的無限緩慢。③在坐標(biāo)圖上可用連續(xù)的曲線來措述準(zhǔn)靜態(tài)過程，如圖2-1-7所示的1、2過程。而對(duì)移去重物的熱力過程．其過程線就不是連續(xù)曲線，而只能用點(diǎn)1、A、B、2來描述。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（2）可逆過程所謂可逆過程是指熱力系內(nèi)的工質(zhì)在經(jīng)歷某—熱力過程后，不但能按原過程的反方向逆行至起點(diǎn)。而且逆行時(shí)所經(jīng)過的狀態(tài)與順行時(shí)完全相同；逆行終了時(shí)，不但工質(zhì)能恢復(fù)到原來的初態(tài)．而且與熱力系相關(guān)的外界也要恢復(fù)到原來的初態(tài)。若熱力過程是可逆的．則必須滿足下述條件：①傳熱時(shí)熱力系內(nèi)部、熱力系與外界之間不存在溫差；②膨脹時(shí)(或壓縮時(shí))熱力系內(nèi)部、熱力系與外界之間不存在壓差；③不存在機(jī)械摩擦。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念2.熱力循環(huán)（1）可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念（2）熱力循環(huán)的特征無論是正循環(huán)還是逆循環(huán)都具有下述特征：①工質(zhì)的任意一個(gè)狀態(tài)參數(shù)的凈變化為零。②循環(huán)的凈功等于循環(huán)的凈經(jīng)傳熱量。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念1.卡諾循環(huán)任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念制冷系數(shù)的計(jì)算通式為：逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)供熱系數(shù)的計(jì)算通式為任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念逆卡諾循環(huán)的供熱系數(shù)為任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念對(duì)于同一制冷循環(huán)，其供熱系數(shù)與制冷系數(shù)有如下關(guān)系此關(guān)系對(duì)逆卡諾循環(huán)同樣成立任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念2.卡諾定理以理想氣體為工作物質(zhì)的可逆卡諾循環(huán)，其熱效率僅取決于高溫及低溫兩個(gè)熱源的溫度。將之推廣為適用于任意可逆循環(huán)的普遍結(jié)論，即“所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的熱機(jī)，其效率都不能超過可逆機(jī)”，這就是卡諾定理。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念由卡諾定理可以得出兩個(gè)推論：

推論一：在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機(jī)，具有相同的熱效率，且與工質(zhì)性質(zhì)無關(guān)。推論二：在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的任何不可逆熱機(jī)，其熱效率總小于在這兩個(gè)熱源間工作的可逆熱機(jī)的熱效率。任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念根據(jù)卡諾定理，對(duì)于工作于高溫?zé)嵩碩1和低溫?zé)嵩碩2之間的一切熱機(jī)的效率可表示為根據(jù)卡諾定理，對(duì)于工作于高溫?zé)嵩碩1和低溫?zé)嵩碩2之間的一切制冷機(jī)的致冷系數(shù)可表示為任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念3.逆卡諾循環(huán)任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念循環(huán)的制冷量(即1Kg工質(zhì)從低溫物體或空間吸收的熱量)為:q2=T2(Sa-Sb)循環(huán)放熱量q1=T1(Sa-Sb)循環(huán)所消耗的凈功w0=q1-q2=(T1-

T2)(Sa-Sb)循環(huán)的制冷系數(shù)ε=q2/w0=T2/(T1-

T2)任務(wù)1工程熱力學(xué)的基本概念由上式可知：(1)逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)只與熱源和冷源的溫度T1和T2有關(guān)，而與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)；(2)在一定的環(huán)境溫度T1下，制冷系數(shù)只與被冷卻的物體(或空間)的溫度T2有關(guān)。T2越低，ε越小，循環(huán)所消耗的凈功越大。為了省功，應(yīng)在滿足所需低溫要求的情況下，不過分追求更低的制冷溫度。例如，-8℃就能滿足冷藏物品的要求，就不必把冷庫的溫度維持在-8℃以下。這一原則同樣也適用于各種實(shí)際制冷循環(huán)。

實(shí)際制冷循環(huán)的形式與制冷工質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，故實(shí)際制冷循環(huán)并不按逆卡諾循環(huán)工作。任務(wù)2熱力學(xué)定律任務(wù)概述熱力學(xué)共有四個(gè)定律，熱力學(xué)第零定律定義了溫度的給出了溫度的測量方法。熱力學(xué)第一定律是工程熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)，是能量守恒定律在熱力學(xué)上的應(yīng)用，確定了熱能和機(jī)械能之間轉(zhuǎn)換時(shí)數(shù)量關(guān)系，從能量“量”的方面揭示了能量轉(zhuǎn)換的基本規(guī)律。熱力學(xué)第二定律揭示了能量傳遞與轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行的方向、條件和限度。熱力學(xué)第一定律和第二定律是熱力學(xué)的的兩個(gè)基本定律。熱力學(xué)第三定律揭示了絕對(duì)零度不可能達(dá)到，只能無限接近的規(guī)律。任務(wù)2熱力學(xué)定律任務(wù)目標(biāo)1.能敘述熱力學(xué)第零定律、第一定律、第二定律、第三定律的內(nèi)容。2.能用用熱力學(xué)定律解決熱力系統(tǒng)的熱力系統(tǒng)的實(shí)際問題。3.準(zhǔn)確把握熱力學(xué)第零定律、第一定律、第二定律、第三定律的實(shí)質(zhì)。任務(wù)2熱力學(xué)定律知識(shí)鏈接1.熱力學(xué)第零定律內(nèi)容如果兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個(gè)都與第三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。這一結(jié)論稱做熱力學(xué)第零定律”。熱力學(xué)第零定律的重要性在于它給出了溫度的定義和溫度的測量方法。定律中所說的熱力學(xué)系統(tǒng)是指由大量分子、原子組成的物體或物體系。它為建立溫度概念提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。這個(gè)定律反映出：處在同一熱平衡狀態(tài)的所有的熱力學(xué)系統(tǒng)都具有一個(gè)共同的宏觀特征，這一特征是由這些互為熱平衡系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的一個(gè)數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù)，這個(gè)狀態(tài)函數(shù)被定義為溫度，而溫度相等是熱平衡之必要的條件。任務(wù)2熱力學(xué)定律任務(wù)2熱力學(xué)定律1．熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容闡述能量相互轉(zhuǎn)換與守恒的熱力學(xué)第一定律可表達(dá)為：在任何發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的熱力過程中，轉(zhuǎn)換前后能量的總量維持恒定。它是自然界的一個(gè)普遍規(guī)律，是對(duì)參與熱力過程的各能量之間量的關(guān)系進(jìn)行分析的基本依據(jù)。在制冷技術(shù)中，它可確定制冷循環(huán)中各種能量在轉(zhuǎn)換過程中的數(shù)值，制冷系統(tǒng)與外界的能量交換的主要形式是做功和熱量傳遞。任務(wù)2熱力學(xué)定律2.氣體的壓縮功及壓容圖（p—υ圖）任務(wù)2熱力學(xué)定律L=FpS=(υ1—υ2)(2-2-1)式中：L—壓縮功，J；

F—活塞面積，m2；

P—壓力，Pa；S—活塞行程，m；

υ1、υ2比容，m3／kg。任務(wù)2熱力學(xué)定律任務(wù)2熱力學(xué)定律3．內(nèi)能和焓

當(dāng)施加外力對(duì)氣體壓縮時(shí)，它從外界得到一定的壓縮功，由熱力學(xué)第一定律知道，有一定的外界能量輸入，它不會(huì)自行消失，一定貯存在氣體內(nèi)部。這種貯存在氣體內(nèi)部的能量被稱為內(nèi)能。從分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來分析，氣體的內(nèi)能與分子的運(yùn)動(dòng)和分子間的作用力有關(guān)，即內(nèi)能是分子動(dòng)能和勢能的總和。內(nèi)能是一個(gè)氣體狀態(tài)參數(shù)，但它不能直接測量，而是用熱力學(xué)第一定律推論來的對(duì)于1kg氣體而言，內(nèi)能用u表示，單位為J／Kg。由于u無法測出，實(shí)際計(jì)算中只用其相對(duì)變化值，一般假定0℃狀態(tài)下的氣體內(nèi)能為零。任務(wù)2熱力學(xué)定律在熱力工程計(jì)算中，經(jīng)常碰到氣體內(nèi)能和推動(dòng)功pυ兩項(xiàng)，它們的和稱為焓，用符號(hào)i表示為任務(wù)2熱力學(xué)定律4.功熱當(dāng)量和熱功當(dāng)量

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，可以由熱轉(zhuǎn)換為功或由功轉(zhuǎn)換為熱。在國際單位制中，熱量和功的單位都是焦耳(J)或千焦（kJ）。在非國際制單位中，習(xí)慣用熱量的單位為卡（cal）。兩單位制之間，必有一個(gè)比例系數(shù)即熱功當(dāng)量A，它應(yīng)滿足：任務(wù)2熱力學(xué)定律W＝AQ(2-2-4)式中，W—機(jī)械功，N·m；．Q—熱量，cal或kcal；A—熱功當(dāng)量，J/cal或kJ/kcal。任務(wù)2熱力學(xué)定律1.熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容熱力學(xué)第二定律是關(guān)于內(nèi)能與其他形式的能量(如機(jī)械能、電磁能等）相互轉(zhuǎn)化的獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的另一基本規(guī)律。熱力學(xué)第二定律的開爾文表述為：不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響。熱力學(xué)第二定律的克勞修斯（Clausius）表述為：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響。雖然兩種表述文字不同，但實(shí)質(zhì)上是等效的。任務(wù)2熱力學(xué)定律2.熱力學(xué)第二定律的意義根據(jù)熱力學(xué)第二定律，我們可以確定：（1）在自然條件下，熱量只能從高溫傳向低溫，而不能由低溫傳向高溫。一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的，要使熱傳遞方向倒轉(zhuǎn)，只能靠消耗能量或做功來實(shí)現(xiàn)。（2）自然界中任何形式的能都會(huì)很容易地變成熱量，而熱卻不能完全變成其他形式的能。而不產(chǎn)生其他影響，在熱機(jī)工作中，將熱變?yōu)闄C(jī)械能的同時(shí)，一定伴有熱量損失。在制冷設(shè)備的工作過程中，正是消耗了一定的外部能量，通過作功，才能把熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體中去，達(dá)到空調(diào)制冷或制熱(如空調(diào)中的熱泵）的目的。任務(wù)2熱力學(xué)定律3.熱效率和制冷系數(shù)任務(wù)2熱力學(xué)定律4.熵

熵是表征工質(zhì)狀態(tài)變化時(shí)，與外界換熱程度的一個(gè)導(dǎo)出的熱力狀態(tài)參數(shù)。對(duì)1kg工質(zhì)而言，熵用符號(hào)s表示，單位為kJ/（kg·K）。與焓一樣，熵的絕對(duì)值也無法測定，只需了解工質(zhì)狀態(tài)變化時(shí)熵的變化情況，即用其相對(duì)值。任務(wù)2熱力學(xué)定律1.熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容熱力學(xué)第三定律是對(duì)熵的論述，一般當(dāng)封閉系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定平衡時(shí)，熵應(yīng)該為最大值，在任何過程中，熵總是增加，但理想氣體如果是等溫可逆過程熵的變化為零，可是理想氣體實(shí)際并不存在，所以現(xiàn)實(shí)物質(zhì)中，即使是等溫可逆過程，系統(tǒng)的熵也在增加，不過增加的少。

在絕對(duì)零度，任何完美晶體的熵為零；稱為熱力學(xué)第三定律。即當(dāng)系統(tǒng)趨近于絕對(duì)溫度零度時(shí)，系統(tǒng)等溫可逆過程的熵變化趨近于零。第三定律只能應(yīng)用于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，因此也不能將物質(zhì)看做是理想氣體。絕對(duì)零度不可達(dá)到這個(gè)結(jié)論稱做熱力學(xué)第三定律。任務(wù)2熱力學(xué)定律2.熱力學(xué)第三定律的意義熱力學(xué)第三定律反映了微觀運(yùn)動(dòng)的量子化。在實(shí)際意義上，第三定律并不像第一、二定律那樣明白地告誡人們放棄制造第一種永動(dòng)機(jī)和第二種永動(dòng)機(jī)的意圖。而是鼓勵(lì)人們想方設(shè)法盡可能接近絕對(duì)零度。目前使用絕熱去磁的方法已達(dá)到10K，但永遠(yuǎn)達(dá)不到0K。任務(wù)3理想氣體熱力過程任務(wù)概述實(shí)際的熱力過程比較復(fù)雜，理想氣體的熱力過程可歸納為四個(gè)基本過程和一個(gè)多變過程。實(shí)際過程可看作是它們的組合。四個(gè)基本過程包括定容過程、定壓過程、定溫過程和定熵過程。制冷系統(tǒng)通常利用制冷工質(zhì)的循環(huán)變化將熱量由低溫物體傳給高溫環(huán)境。往復(fù)活塞式空氣壓縮制冷循環(huán)完成一個(gè)工作周期經(jīng)歷吸氣、壓縮、排氣、膨脹四個(gè)過程，活塞在氣缸中相應(yīng)地由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)。制冷系統(tǒng)的實(shí)際壓縮過程中吸氣量和輸氣量都較理論壓縮的小，在實(shí)際的壓縮過程中不可避免地有熱量交換，吸、排氣過程也不是定壓過程。盡量使實(shí)際壓縮過程接近理論壓縮過程，可提高壓縮機(jī)的能效比。任務(wù)3理想氣體熱力過程任務(wù)目標(biāo)1.能靈活運(yùn)用理想氣體的狀態(tài)方程式求解基本狀態(tài)參數(shù)。2.會(huì)敘述理想氣體的熱力過程四個(gè)基本過程和一個(gè)多變過程的內(nèi)容。3.能正確區(qū)別往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的實(shí)際壓縮與理論壓縮的差別。任務(wù)3理想氣體熱力過程知識(shí)鏈接1.理想氣體

所謂理想氣體，是人們經(jīng)過長期觀察研究自然界的氣體以后，所提出的—種假想的氣體模型：假定它的分子是一些彈性的、本身不占有體積的質(zhì)點(diǎn)，且分子間除碰幢外相互之間個(gè)存在作用力。任務(wù)3理想氣體熱力過程2.狀態(tài)方程處于平衡狀態(tài)的簡單可壓縮系統(tǒng)，各部分具有相同的狀態(tài)參數(shù)，且這些參數(shù)服從一定關(guān)系式，溫度T、壓力P和比體積V這三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系式T=T(p，v)、P=P（T，v）、V=V（p，T）叫做狀態(tài)方程式。任務(wù)3理想氣體熱力過程二、理想氣體的基本熱力過程理想氣體的基本熱力過程包括定容過程、定壓過程、定溫過程和定熵過程。任務(wù)3理想氣體熱力過程任務(wù)3理想氣體熱力過程任務(wù)3理想氣體熱力過程任務(wù)3理想氣體熱力過程任務(wù)3理想氣體熱力過程5.多變過程任務(wù)3理想氣體熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)概述物質(zhì)狀態(tài)的變化，必然伴隨著熱量交換的過程和結(jié)果，但物質(zhì)的基本化學(xué)性質(zhì)不變。物質(zhì)相變制冷是利用液體在低溫下的蒸發(fā)過程及固體在低溫下的熔化或升華過程向被冷卻物體吸收熱量---即制冷量。因此，相變制冷分為液體氣化制冷與固體熔化與升華制冷，由于液體自身具有流動(dòng)性，液體氣化制冷是廣泛應(yīng)用的。液體汽化成蒸氣的過程吸收熱量，從而達(dá)到制冷的目的，為了使其連續(xù)不斷地工作，成為一個(gè)循環(huán)，便必須使制冷劑在低壓下蒸發(fā)汽化、蒸氣升壓、高壓氣體液化和高壓液體降壓。任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)目標(biāo)1.能正確區(qū)分蒸發(fā)和沸騰、顯熱和潛熱。2.會(huì)敘述蒸氣的定壓過程經(jīng)歷的三個(gè)階段、呈現(xiàn)的五種狀態(tài)變化。3.能正確區(qū)別蒸氣的壓焓圖、溫熵圖、焓熵圖。任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程知識(shí)鏈接1．物質(zhì)的狀態(tài)變化(1)物質(zhì)的三種狀態(tài)

自然界一切物質(zhì)都是由分子組成的。任何物質(zhì)都能夠呈現(xiàn)出三種狀態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程(2)蒸發(fā)和沸騰物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)叫汽化。汽化有兩種形式，一是在任何溫度條件下在液體表面產(chǎn)生汽化現(xiàn)象叫蒸發(fā)。一是液體被加熱到相應(yīng)沸點(diǎn)，在其表面和內(nèi)部同時(shí)產(chǎn)生汽化現(xiàn)象叫沸騰。任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程(3)顯熱和潛熱

對(duì)固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的物質(zhì)加熱，只要它的形態(tài)不變，則熱量加進(jìn)去后，物質(zhì)的溫度就升高，加進(jìn)熱量的多少在溫度上能顯示出來，即不改變物質(zhì)的形態(tài)而引起其溫度變化的熱量稱為顯熱。對(duì)液態(tài)的水加熱，水的溫度升高，當(dāng)達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，雖然熱量不斷的加入，但水的溫度不升高，一直停留在沸點(diǎn)，加進(jìn)的熱量僅使水變成水蒸氣，即由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。這種不改變物質(zhì)的溫度而引起物態(tài)變化(又稱相變)的熱量稱為潛熱。任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程①汽化潛熱

物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，必須吸收熱量才能實(shí)現(xiàn)。其物質(zhì)在汽化溫度下，1kg液態(tài)物質(zhì)蒸發(fā)變?yōu)橥瑴囟鹊臍鈶B(tài)物質(zhì)所需的熱量稱為該物質(zhì)的汽化潛熱，用r表示，單位是KJ/Kg。制冷技術(shù)就是利用制冷劑的汽化潛熱來實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)證明．同一種物質(zhì)，在不同的壓力下汽化，汽化潛熱不同；同一種物質(zhì)，在不同的溫度下汽化，汽化潛熱也不同。任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程②冷凝潛熱

液化是將處于氣態(tài)的物質(zhì)冷卻，或是冷卻與壓縮同時(shí)進(jìn)行，使氣態(tài)物質(zhì)變?yōu)橐簯B(tài)物質(zhì)的過程。使飽和蒸氣變?yōu)轱柡鸵后w的過程叫冷凝。冷凝是放熱過積。任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程2．液化氣體的性質(zhì)(1)過冷與過熱(2)飽和壓力和飽和溫度(3)臨界壓力和臨界溫度任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程二、蒸氣的等壓產(chǎn)生過程

工程實(shí)際中使用的氣態(tài)工質(zhì)可分氣體和蒸汽兩類。蒸汽亦稱“水蒸氣”。指剛剛脫離液態(tài)，或比較接近液態(tài)的氣態(tài)物質(zhì)，在被冷卻或壓縮時(shí)很容易回到液態(tài)。根據(jù)壓力和溫度對(duì)各種蒸汽的分類為：飽和蒸汽，過熱蒸汽。蒸汽主要用途有加熱/加濕；產(chǎn)生動(dòng)力；作為驅(qū)動(dòng)等。如果把飽和蒸汽繼續(xù)進(jìn)行加熱，其溫度將會(huì)升高，并超過該壓力下的飽和溫度。這種超過飽和溫度的蒸汽就稱為過熱蒸汽。飽和液體和飽和蒸汽的混合物稱為濕飽和蒸汽，簡稱為濕蒸汽。相應(yīng)地，不含有飽和液體的飽和蒸汽稱為干飽和蒸汽，簡稱干蒸汽。單位質(zhì)量濕蒸汽中所含飽和蒸汽的質(zhì)量稱為濕蒸汽的干度。任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程任務(wù)4蒸氣的性質(zhì)與基本熱力過程制冷技術(shù)基礎(chǔ)

目錄單元一工程熱力學(xué)基礎(chǔ)單元二流體力學(xué)基礎(chǔ)單元三傳熱學(xué)基礎(chǔ)單元四制冷劑、載冷劑與冷凍機(jī)油單元五蒸氣壓縮式制冷原理單元六吸收式制冷循環(huán)單元七其他制冷循環(huán)及制冷方法單元二流體力學(xué)基礎(chǔ)研究流體性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)稱為流體力學(xué)。氣體和液體統(tǒng)稱為流體，它們的共性是都具有流動(dòng)性，其差別是性質(zhì)上有很大的不同。制冷裝置中制冷劑處在氣體和液體狀態(tài)，另外潤滑油也是流體，所以研究制冷裝置，必須用到最基本的流體力學(xué)知識(shí)。本單元主要闡述流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律、流體動(dòng)力學(xué)、流體的能量損失等流體平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及這些規(guī)律在制冷工程技術(shù)中的應(yīng)用。單元二流體力學(xué)基礎(chǔ)單元目標(biāo)1.能敘述流體的性質(zhì)和基本特征。2.能運(yùn)用帕斯卡定律解決制冷工程中的實(shí)際問題。

3.能運(yùn)用流體的連續(xù)性方程、伯努利方程、穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式分析制冷系統(tǒng)中制冷劑的流動(dòng)現(xiàn)象。4.能分析流體流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因，選擇合適的管件和管路形式流體能量的損失。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律任務(wù)概述液體和氣體統(tǒng)稱為流體流體區(qū)別與固體的基本特性是流動(dòng)性。工質(zhì)的流動(dòng)型是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的先決條件，在制冷及熱能與動(dòng)力設(shè)備中使用的工質(zhì)均為流體。本任務(wù)主要有三個(gè)內(nèi)容其一是闡述流體的力學(xué)定義及流體的基本特性，引入流體的連續(xù)性假定條件。其二分析流體的主要力學(xué)性質(zhì)。其三是分析流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其內(nèi)部壓力分布規(guī)律及特性，引出流體靜力學(xué)基本方程式及基本方程式在工程中的應(yīng)用。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律任務(wù)目標(biāo)1.能描述流體連續(xù)性假設(shè)條件及基本概念、特性。2.能分析流體的主要力學(xué)性質(zhì)的實(shí)質(zhì)。3.能利用流體靜力學(xué)基本方程式解決簡單實(shí)際工程中的問題。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律知識(shí)鏈接1．流體的概念

通常講能流動(dòng)的物質(zhì)稱流體。從力學(xué)的特性講，在任何微小剪切力的持續(xù)作用下，能夠產(chǎn)生連續(xù)變形的物質(zhì)稱為流體。只要這種力持續(xù)作用，流體就將連續(xù)變性流動(dòng)，只有外力停止作用，變形才會(huì)停止。這種無限的變形就是流動(dòng)。通常將液體和氣體統(tǒng)稱為流體。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律2.流體連續(xù)性假定定從微觀上看，流體都是由大量離散的、不斷運(yùn)動(dòng)的分子組成，分子間有一定的間隙，即流體實(shí)質(zhì)上是不連續(xù)的。如果從每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)出發(fā)，進(jìn)而研究整個(gè)流體平衡與運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，將十分復(fù)雜。為簡化分析問題，在流體力學(xué)中引入了流體具有連續(xù)性的假定即“連續(xù)介質(zhì)”這一力學(xué)模型，即將流體看成是一種假想的由無限多個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)組成的稠密而無間隙的連續(xù)介質(zhì)，這在應(yīng)用上既方便，又有足夠的精確度。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律3.作用在流體上的力作用在流體上的力分為表面力和質(zhì)量力兩種。表面力是指作用在流體表面上的力，與作用面積大小成正比。在工程中指作用在液體表面的壓力。表面力包括與表面相垂直的壓力和與表面相切的切向力（摩擦力）。對(duì)于靜止流體，表面上不存在切向力，只受壓力作用。質(zhì)量力是作用在流體內(nèi)部每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上的力，與流體質(zhì)量成正比。質(zhì)量力包括流體自身的重力和流體由于加速運(yùn)動(dòng)的慣性力。靜止流體所受的質(zhì)量力只有重力。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律二、流體的主要性質(zhì)1．壓縮性和膨脹性2.粘滯性3.表面張力任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律（1）流體粘滯性的概念

流體具有流動(dòng)性，但不同的流體其流動(dòng)性是有差異的，比如水比油流的快。流體的這種性質(zhì)用粘滯性來表示。流體各層流間或質(zhì)點(diǎn)間因有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力阻礙流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，稱為流體的粘滯性或粘性，流體的內(nèi)摩擦力稱為粘滯力。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律（2）牛頓牛頓摩擦定律任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律（3）流體的粘度及其影響因素流體的粘度是流體的一個(gè)重要性質(zhì)，流體的粘度越大在相同的流動(dòng)條件下，所產(chǎn)生的流動(dòng)阻力也就越大。不同的流體具有不同的粘度。同一種流體的粘度在不同的溫度和壓力下數(shù)值也不同。液體的年度隨溫度的升高而減小，而壓力的影響可以忽略；氣體的粘度隨溫度的升高而增大，當(dāng)壓力變化較大時(shí)，要考慮壓力的影響，一般是隨壓力的增大而增大。當(dāng)壓力變化較小時(shí)，可以忽略不計(jì)。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律（1）表面張力的概念在液體和氣體的分界面，液體表面部分刻畫出一表面層，處在表面層以下的液體分子，在各方上受到周圍分子的吸引力和排斥力的作用下處于平衡狀態(tài)，而處在表面層中的液體分子，受到內(nèi)部液體分子的吸引力和上部氣體分子的吸引力不平衡，其合力指向液體內(nèi)部。在這個(gè)力的作用下，液體表面中的分子有盡量擠入液體內(nèi)部的趨勢，從而使液面盡可能地收縮成最小面積。使液體表面有收縮傾向的力稱為液體的表面張力。液體在自由表面上能承受微小張力，這種特性稱為表面張力特性。由于氣體不能形成自由的表面，所以不存在表面張力特性。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律1.流體靜力學(xué)基本方程式任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律（1）帕斯卡定律在密閉容器內(nèi)部的液體，能把它在一處受到的壓力傳遞到液體內(nèi)部的各個(gè)方向，其大小并不改變。這個(gè)壓力傳遞規(guī)律稱帕斯卡定律。任務(wù)1流體的基本性質(zhì)及帕斯卡定律任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)概述在自然界或?qū)嶋H工程中，流體多處于流動(dòng)狀態(tài)，研究流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有更重要、更普遍的意義。流體的流動(dòng)屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍，符合質(zhì)量守恒和能量守恒等定律。流體動(dòng)力學(xué)的任務(wù)就是從這些定律出發(fā)研究流體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及這些規(guī)律在工程上的應(yīng)用。本任務(wù)主要學(xué)習(xí)流體流動(dòng)的一些基本概念和反映流體流動(dòng)基本規(guī)律的基本方程----連續(xù)性方程和伯努利方程及兩個(gè)方程在工程上的應(yīng)用。任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)目標(biāo)1.能找出穩(wěn)定流動(dòng)與非穩(wěn)定流動(dòng)的區(qū)別。2.能利用流體的連續(xù)性方程求解工程中的問題。3.能用伯努利方程解決工程中的問題4.能用穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式分析制冷系統(tǒng)。任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)鏈接1.理想流體

河流中的水，空氣中流動(dòng)的氣流，輸送管道中的液體等，都是實(shí)際流體。由于實(shí)際流體粘滯性、壓縮性的存在，實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，受很多因素影響，為了簡化分析，我們往往忽略次要因素，只保留起主導(dǎo)作用的主要因素。忽略了壓縮性和粘滯性之后，只有流動(dòng)性才是決定流體運(yùn)動(dòng)的主要因素，為了突出液體的這一特征，我們引入理想流體這一模型。絕對(duì)不可壓縮，又完全沒有粘滯性的流體，稱為理想流體。在流體力學(xué)研究中，當(dāng)流體的粘性不起作用或不起主要作用時(shí)，可將其視為理想流體；當(dāng)流體的粘性不能忽略時(shí)，可先按理想流體進(jìn)行分析，得出主要結(jié)論，然后再考慮粘性的影響，對(duì)分析結(jié)果加以修正。任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.穩(wěn)流流體的流動(dòng)一般是很復(fù)雜的，這不僅是因?yàn)榱黧w在同一時(shí)刻在空間各點(diǎn)流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)速度不一定相同，而且在不同時(shí)刻經(jīng)同一點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)流速也不一定相同，也就是說流體的流動(dòng)情況隨空間和時(shí)間而變化。流體流動(dòng)時(shí)，如果流體所占空間每一點(diǎn)的流速都不隨時(shí)間而變，這種流動(dòng)就稱穩(wěn)定流動(dòng)，簡稱穩(wěn)流。穩(wěn)定流動(dòng)中，流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所畫出的軌跡，稱流線。它是形象地描述液體流動(dòng)而假設(shè)的線，實(shí)際是不存在的。在制冷和空調(diào)工程中，大多數(shù)流體的流速、壓強(qiáng)等運(yùn)動(dòng)要素變化不大，可按穩(wěn)流處理。任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.

伯努利方程及數(shù)學(xué)表達(dá)式任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1．穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式任務(wù)2流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.

穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用（1）在壓縮機(jī)中的應(yīng)用。（2）在冷凝器和蒸發(fā)器中的應(yīng)用。（3）在節(jié)流裝置（毛細(xì)管或膨脹閥）中的應(yīng)用。任務(wù)3流體的能量損失任務(wù)概述實(shí)際流體在流動(dòng)過程中必然要克服流動(dòng)阻力而消耗一定的能量，形成能量損失。能量損失的大小直接關(guān)系到工程目的的實(shí)現(xiàn)和投資運(yùn)行費(fèi)用的大小。因此能量損失的計(jì)算是流體力學(xué)的重要內(nèi)容之一。利用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算流體中的能量損失是目前工程上采用的主要方法。本任務(wù)以穩(wěn)流為研究對(duì)象分析不同流態(tài)下的能量損失產(chǎn)生規(guī)律和常用的計(jì)算公式和減少流體能量損失的方法。任務(wù)3流體的能量損失任務(wù)目標(biāo)1.能利用流態(tài)判別準(zhǔn)則判斷層流與紊流。2.能根據(jù)能量損失的形式選擇量損失的計(jì)算公式3.能選擇相應(yīng)的措施減少能量損失。任務(wù)3流體的能量損失知識(shí)鏈接一、流態(tài)及判別準(zhǔn)則實(shí)際液體流動(dòng)具有層流和紊流兩種不同的流動(dòng)形態(tài)（簡稱流態(tài)），并且能量損失的規(guī)律與流態(tài)密切相關(guān)。任務(wù)3流體的能量損失任務(wù)3流體的能量損失任務(wù)3流體的能量損失任務(wù)3流體的能量損失2.能量損失計(jì)算

（1）沿程阻力損失的計(jì)算任務(wù)3流體的能量損失任務(wù)3流體的能量損失（2）局部阻力損失的計(jì)算任務(wù)3流體的能量損失三、減小能量損失的方法1．對(duì)于管子進(jìn)口，如圖3-3-5所示，采用流線型進(jìn)口可將能量損失降為最低。任務(wù)3流體的能量損失2.對(duì)于彎管，可以減小轉(zhuǎn)角θ，如圖3-3-6所示；或在彎道內(nèi)安裝導(dǎo)流葉片，如圖3-3-7所示。任務(wù)3流體的能量損失3．如圖3-3-8所示，常用漸擴(kuò)管代替突擴(kuò)管，一般可使ζ值減小一半左右。任務(wù)3流體的能量損失4．對(duì)于三通，如圖3-3-9所示，首先，可將支管與合流管連接處的折角改緩；其次，可以減小總管與支管之間的夾角；再次，可在總管中根據(jù)流量安裝合流板或分流板，這樣都可以起到減阻的目的。制冷技術(shù)基礎(chǔ)

目錄單元一工程熱力學(xué)基礎(chǔ)單元二流體力學(xué)基礎(chǔ)單元三傳熱學(xué)基礎(chǔ)單元四制冷劑、載冷劑與冷凍機(jī)油單元五蒸氣壓縮式制冷原理單元六吸收式制冷循環(huán)單元七其他制冷循環(huán)及制冷方法單元三傳熱學(xué)基礎(chǔ)傳熱學(xué)是研究熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)。主要介紹傳熱學(xué)的基本理論，包括：熱量傳遞的三種基本方式（熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射），平壁傳熱、光滑圓管傳熱、肋片管傳熱的基本方程，熱量傳遞過程是指由熱流體通過某一固體壁面?zhèn)鬟f給冷流體的整個(gè)過程。單元三傳熱學(xué)基礎(chǔ)單元目標(biāo)1.能敘述熱量傳遞的三種基本方式及綜合傳熱過程所遵循的基本規(guī)律；2、能敘述熱輻射基本概念，會(huì)分析穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱、對(duì)流換熱和輻射換熱的基本計(jì)算；3、會(huì)分析非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本過程；4、能選擇增強(qiáng)傳熱提高熱經(jīng)濟(jì)性和削弱傳熱減少熱損失的途徑，解決實(shí)際工程問題。任務(wù)1基本傳熱方式任務(wù)概述熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射是傳熱的三種方式，熱傳導(dǎo)實(shí)質(zhì)是由物質(zhì)中大量的分子熱運(yùn)動(dòng)互相撞擊，而使能量從物體的高溫部分傳至低溫部分，或由高溫物體傳給低溫物體的過程。熱對(duì)流是指流體流經(jīng)固體時(shí)流體與固體表面之間的熱量傳遞現(xiàn)象。熱輻射是在物體表面之間由輻射與吸收綜合作用下完成的熱量傳遞。任務(wù)1基本傳熱方式任務(wù)目標(biāo)1.能敘述三種傳熱方式的基本概念及特點(diǎn)。2.會(huì)分析實(shí)際的傳熱過程。任務(wù)1基本傳熱方式知識(shí)鏈接一、熱傳導(dǎo)熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分或由一個(gè)系統(tǒng)傳到另一個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)象叫傳熱。熱傳導(dǎo)是三種傳熱模式（熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射）之一，是熱量從物體溫度較高的一部分沿著物體傳到溫度較低的部分的方式，如圖4-1-1，熱量從物體T1(溫度高)傳到物體T2（溫度低）,它是固體中傳熱的主要方式，在不流動(dòng)的液體或氣體層中層層傳遞，在流動(dòng)情況下往往與熱對(duì)流同時(shí)發(fā)生。任務(wù)1基本傳熱方式任務(wù)1基本傳熱方式二、對(duì)流換熱由于流體在運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量轉(zhuǎn)移叫對(duì)流換熱，即指流體流經(jīng)固體時(shí)流體與固體表面之間的熱量傳遞現(xiàn)象。對(duì)流換熱是在流體流動(dòng)進(jìn)程中發(fā)生的熱量傳遞現(xiàn)象，它是依靠流體質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)進(jìn)行熱量傳遞的，與流體的流動(dòng)情況密切相關(guān)。當(dāng)流體作層流流動(dòng)時(shí)，在垂直于流體流動(dòng)方向上的熱量傳遞，主要以熱傳導(dǎo)（亦有較弱的自然對(duì)流）的方式進(jìn)行。對(duì)流換熱與熱對(duì)流不同，既有熱對(duì)流，也有導(dǎo)熱；不是基本傳熱方式。例如：家用空調(diào)換熱器鋁翅片既有導(dǎo)熱又和空氣進(jìn)行對(duì)流換熱，圖4-1-2為鋁翅片對(duì)流換熱圖。制冷劑在U型管道中流動(dòng)中，與銅管發(fā)生熱量的交換。任務(wù)1基本傳熱方式任務(wù)1基本傳熱方式1、對(duì)流換熱特點(diǎn)(1)導(dǎo)熱與熱對(duì)流同時(shí)存在的復(fù)雜熱傳遞過程。(2)必須有直接接觸（流體與壁面）和宏觀運(yùn)動(dòng)；也必須有溫差。任務(wù)1基本傳熱方式2、影響對(duì)流換熱的因素影響對(duì)流換熱的因素是影響流動(dòng)和影響流體中熱量傳遞因素的綜合作用。主要有以下五個(gè)方面。（1）流體流動(dòng)的起因：由于流動(dòng)的起因不同，對(duì)流可以分為強(qiáng)制對(duì)流和自然對(duì)流換熱兩大類。兩種流動(dòng)的成因不同，流體中的速度場有差別，所以換熱規(guī)律也不一樣。（2）流體有無相變：當(dāng)流體沒有相變時(shí)對(duì)流換熱中的熱量交換是由于流體的顯熱變化而實(shí)現(xiàn)的；而在有相變的換熱過程（如沸騰或凝結(jié)），流體的相變潛熱往往起著主要作用，因而換熱規(guī)律與無相變時(shí)不同。（3）流體的流動(dòng)狀態(tài)（單相流動(dòng)）：層流時(shí)流體微團(tuán)沿著主流方向作有規(guī)律的分層流動(dòng)，而湍流時(shí)流體各部分之間發(fā)生強(qiáng)烈的混合，因而換熱能力不同。（4）流體的物性條件：流體的密度、動(dòng)力黏度、導(dǎo)熱率等不僅對(duì)流體的流動(dòng)有影響，而且對(duì)流體中熱量傳遞也有影響，因此流體的物理性質(zhì)對(duì)流體換熱有著很大的影響。（5）換熱表面的幾何因素：這里的幾何因素指換熱面的形狀、大小、換熱表面與流體運(yùn)動(dòng)的相對(duì)方向及換熱面的狀態(tài)（光滑或粗糙）。任務(wù)1基本傳熱方式3、對(duì)流換熱的計(jì)算任務(wù)1基本傳熱方式三、輻射換熱自然界中的各個(gè)物體都在不停地想空間散發(fā)出輻射熱，同時(shí)又在不停地吸收其他物體散發(fā)出的輻射熱，這種在物體表面之間由輻射與吸收綜合作用下完成的熱量傳遞叫輻射換熱。兩個(gè)溫度不同且互不接觸的物體之間通過電磁波進(jìn)行的換熱過程，是傳熱學(xué)的重要研究內(nèi)容之一。熱輻射是由熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁波輻射，是一種以電磁波形式傳遞熱量的傳熱方式。如圖4-1-3，太陽發(fā)出的熱量穿過幾萬米的高空直接被地球表面的物體所吸收。任務(wù)1基本傳熱方式任務(wù)2傳熱的基本方程任務(wù)概述在生產(chǎn)上，無論是選用或設(shè)計(jì)一個(gè)新的換熱器還是對(duì)已有的換熱器進(jìn)行查定，都是建立在傳熱基本方程的基礎(chǔ)上的，本任務(wù)主要介紹平壁傳熱、光滑圓筒傳熱、肋片管傳熱和平均溫差的計(jì)算等內(nèi)容。任務(wù)2傳熱的基本方程任務(wù)目標(biāo)1.能夠理解傅立葉定律方程。2.能敘述平壁傳熱、光滑圓管傳熱、肋片管傳熱的基本方程。3.會(huì)分析實(shí)際的傳熱過程及計(jì)算。任務(wù)2傳熱的基本方程知識(shí)鏈接任務(wù)2傳熱的基本方程1、熱流體對(duì)平壁對(duì)流放熱的熱量任務(wù)2傳熱的基本方程2、平壁導(dǎo)熱的熱量任務(wù)2傳熱的基本方程3、由冷壁面向冷流體的對(duì)流放熱的熱量任務(wù)2傳熱的基本方程二、圓筒壁穩(wěn)定導(dǎo)熱任務(wù)2傳熱的基本方程三、肋片管傳熱任務(wù)2傳熱的基本方程四、平均溫差的計(jì)算任務(wù)2傳熱的基本方程冷熱介質(zhì)流動(dòng)時(shí)溫度變化及溫差圖任務(wù)2傳熱的基本方程冷熱介質(zhì)流動(dòng)時(shí)溫度變化及溫差圖任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)概述蒸發(fā)器和冷凝器是制冷系統(tǒng)中兩大換熱部件，均承擔(dān)著傳熱任務(wù)。傳熱過程習(xí)慣上指熱量由熱流體通過某一固體壁面?zhèn)鬟f給冷流體的整個(gè)過程。本單元主要介紹傳熱基本過程的組成、增強(qiáng)傳熱方式和常見換熱器的類型。任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)目標(biāo)

1.能夠敘述傳熱的過程。2.會(huì)正確選擇增強(qiáng)傳熱的方法。3.能識(shí)別不同換熱器的基本形式。任務(wù)3傳熱過程與換熱器知識(shí)鏈接一、傳熱過程工程上經(jīng)常遇到溫度不同的兩種流體通過固體間壁交換熱量。例如，夏季室外空氣溫度高于空調(diào)房間室內(nèi)空氣的溫度，室內(nèi)外空氣就會(huì)通過外墻、屋面和窗玻璃作熱交換；制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器，在盤管一側(cè)流動(dòng)的液態(tài)制冷劑，通過管壁吸收盤管另一側(cè)介質(zhì)的熱量沸騰汽化；而冷凝器則是盤管一側(cè)的氣態(tài)制冷劑，通過管壁向盤管另側(cè)介質(zhì)（空氣或水）放熱才冷凝液化等等。凡此種種，高溫流體經(jīng)固體間壁向低溫流體傳遞熱量的過程，叫傳熱過程。如圖4-3-1.傳熱過程是兩種或三種基本傳熱方式的組合。任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)3傳熱過程與換熱器按溫度場是否隨時(shí)間而改變，有不穩(wěn)定傳熱過程和穩(wěn)定傳熱過程之分。按傳熱類型及熱量傳遞方式，有間歇傳熱和連續(xù)傳熱之分。間歇傳熱：不穩(wěn)定的傳熱過程,有能量積累。連續(xù)傳熱：穩(wěn)定傳熱過程，無能量積累，也稱為定態(tài)傳熱過程。任務(wù)3傳熱過程與換熱器二、增強(qiáng)傳熱的方法所謂增強(qiáng)傳熱，是指從分析影響傳熱的各種因素出發(fā)，采取某些技術(shù)措施提高換熱設(shè)備單位傳熱面積的傳熱量，使設(shè)備趨于緊湊、重量輕、節(jié)省金屬材料以及降低動(dòng)力消耗等。任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)3傳熱過程與換熱器強(qiáng)化傳熱的基本途徑有三個(gè)方面：1．提高傳熱系數(shù)(K)2．提高換熱面積（F）3．提高傳熱溫差（△t）任務(wù)3傳熱過程與換熱器三、換熱器的基本形式換熱器是實(shí)現(xiàn)兩種或兩種以上溫度不同的流體相互換熱的設(shè)備。任務(wù)3傳熱過程與換熱器1、換熱器的分類（1）按工作原理不同根據(jù)工作原理換熱器分為混合式、回?zé)崾?、間壁式三類。任務(wù)3傳熱過程與換熱器（2）按構(gòu)造不同

按機(jī)構(gòu)不同普通制冷和空調(diào)設(shè)備中的換熱器主要有：管殼式熱交換器、套管式熱交換器、螺旋板式熱交換器、板式熱交換器、肋片管熱交換器、板翅式熱交換器。任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)3傳熱過程與換熱器任務(wù)3傳熱過程與換熱器制冷技術(shù)基礎(chǔ)

目錄單元一工程熱力學(xué)基礎(chǔ)單元二流體力學(xué)基礎(chǔ)單元三傳熱學(xué)基礎(chǔ)單元四制冷劑、載冷劑與冷凍機(jī)油單元五蒸氣壓縮式制冷原理單元六吸收式制冷循環(huán)單元七其他制冷循環(huán)及制冷方法單元四制冷劑、載冷劑與冷凍機(jī)油制冷劑是制冷系統(tǒng)中的工作物質(zhì)，它在制冷系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，通過集態(tài)改變以實(shí)現(xiàn)制冷。目前使用的制冷劑已達(dá)70～80種，并正在不斷發(fā)展增多，但常用的僅十多種。載冷劑用于向被間接冷卻的物體輸送制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量。冷凍機(jī)油是壓縮機(jī)中使用的潤滑油，能夠耐低溫而不凝固是其主要特點(diǎn)。本單元主要介紹常用制冷劑、載冷劑、冷凍油的種類和特性及其選用原則，的性能要求及其選用。單元四制冷劑、載冷劑與冷凍機(jī)油單元目標(biāo)1、能說出選用制冷劑的基本原則；2、能敘述常用制冷劑的性質(zhì)；3、能說出常用載冷劑的特性；4、熟悉冷凍機(jī)油的規(guī)格，能判別冷凍機(jī)油質(zhì)量好壞；任務(wù)1制冷劑任務(wù)概述制冷劑種類繁多，目前約有幾十種物質(zhì)被用作制冷劑，普通制冷的制冷劑也有十幾種，本單元主要介紹制冷劑的發(fā)展史，常用制冷劑的性質(zhì)及要求，能根據(jù)不同的制冷要求及制冷設(shè)備選取制冷劑，會(huì)向制冷設(shè)備充注合適的制冷劑。任務(wù)1制冷劑任務(wù)目標(biāo)1、能說出制冷劑的種類及型號(hào)命名方法；2、能敘述常用制冷劑的性質(zhì)；3、熟悉選用制冷劑的基本原則，能說出常用制冷設(shè)備中選用制冷劑的型號(hào)；4、能向制冷系統(tǒng)加注制冷劑。任務(wù)1制冷劑知識(shí)鏈接一、制冷劑的分類制冷劑又稱制冷工質(zhì)，簡稱為工質(zhì)，俗稱“雪種”。它是在制冷系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)的工作介質(zhì)。在蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中，它通過狀態(tài)變化，在需要制冷的部位吸熱汽化而起到制冷作用，并通過消耗壓縮機(jī)的功率，將熱量由低溫物體轉(zhuǎn)移給高溫物體。為了書寫方便，國際上統(tǒng)一規(guī)定用字母“R”和它后面的一組數(shù)字或字母作為制冷劑的簡寫符號(hào)。字母“R”表示制冷劑，后面的數(shù)字或字母則根據(jù)制冷劑的分子組成按一定的規(guī)則編寫。制冷劑的種類很多，現(xiàn)在可用作制冷劑的物質(zhì)有幾十種，但常用的不過十幾種。它的分類方法通常有兩種。一種是根據(jù)制冷劑的化學(xué)成分及組成來分類；另一種是根據(jù)制冷的要求來分類，即根據(jù)制冷劑常溫下在冷凝器中冷凝時(shí)的飽和壓力和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的蒸發(fā)溫度的高低來分類。任務(wù)1制冷劑1．根據(jù)制冷劑化學(xué)成分及組成分類根據(jù)制冷劑化學(xué)成分及組成分類可分為四類（1）無機(jī)化合物（2）碳?xì)浠衔铮?）氟利昂（4）多元混合溶液任務(wù)1制冷劑2．根據(jù)常溫下冷凝壓力大小和在大氣壓力下蒸發(fā)溫度的高低分類根據(jù)常溫下冷凝壓力大小和在大氣壓力下蒸發(fā)溫度的高低分類，制冷劑可分為三大類，即高溫低壓制冷劑、中溫中壓制冷劑和低溫高壓制冷劑。高溫低壓制冷劑，冷凝壓力小于0.3MPa，蒸發(fā)溫度大于0℃。如R11、R21、R113和R114等，這類制冷劑適用于高溫環(huán)境下空調(diào)系統(tǒng)用的離心式制冷壓縮機(jī)。中溫中壓制冷劑，冷凝壓力為0.3MPa～2MPa，蒸發(fā)溫度0～-50℃。如R717、R12、R22、共沸溶液R502等，這類制冷劑使用的范圍比較廣，適用于以活塞式制冷壓縮機(jī)為主的電冰箱、食堂用小冷柜、空調(diào)用制冷系統(tǒng)、大型冷藏庫等制冷裝置中。低溫高壓制冷劑，冷凝壓力大于2MPa，蒸發(fā)溫度低于-50℃。如R13、R14、共沸制冷劑R503等，這類制冷劑只適用于復(fù)疊式制冷裝置中的低溫部分或在-50℃以下的低溫制冷劑設(shè)備。任務(wù)1制冷劑二、制冷劑的選用要求在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)不同的制冷要求應(yīng)選擇不同的制冷劑，在選擇制冷劑之前必須對(duì)有關(guān)制冷劑的性能有所了解。總體來說，制冷劑應(yīng)具有較好的熱力性質(zhì)、遷移性質(zhì)及物理化學(xué)性質(zhì)等。同時(shí)，隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，選擇制冷劑時(shí)也要考慮它是否對(duì)環(huán)境造成污染。任務(wù)1制冷劑1、熱力學(xué)性質(zhì)的要求（1）單位容積制冷量要大。這樣可以提高制冷效率，即用少量的制冷劑便可吸收大量的熱量。在制冷量一定時(shí)，可減少制冷劑的循環(huán)量，縮小制冷設(shè)備的幾何尺寸。（2）凝固點(diǎn)要低。以獲得較低的的蒸發(fā)溫度，擴(kuò)大制冷劑的使用溫度范圍。（3）換熱系數(shù)要高。這可提高熱交換的效率，減小熱交換器的尺寸。（4）粘度和密度要小。以減小制冷劑在流動(dòng)過程中的能量損耗。（5）臨界溫度高于環(huán)境溫度高。使制冷劑氣體被壓縮后能在常溫下冷凝液化。（6）蒸發(fā)壓力高于大氣壓力。在足夠的低溫下，制冷劑的蒸發(fā)壓力最好接近或稍高于大氣壓力，以避免空氣滲入系統(tǒng)內(nèi)，影響換熱器的傳熱效果，增大壓縮機(jī)的耗功量。對(duì)于易燃易爆的制冷劑還可避免引起爆炸。（7）冷凝壓力不要過高。在常溫下冷凝壓力最好不大于1.26～1.5MPa，這樣可降低對(duì)系統(tǒng)密封性的要求，減輕結(jié)構(gòu)重量。冷凝溫度不宜過低，常溫空氣或水就能使其液化。任務(wù)1制冷劑2、物理化學(xué)性質(zhì)的要求（1）安全性。（2）熱穩(wěn)定性（3）對(duì)材料的腐蝕性（4）與水的溶解性（5）與潤滑油的溶解性任務(wù)1制冷劑三、常用制冷劑的性質(zhì)1、氨（R717）2、R123、R224、R134a5、R600a任務(wù)1制冷劑1．CFCS（CFC）的限制和禁用在各類制冷劑中，由于氟利昂具有許多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，但氟利昂是用氟、氯、溴等元素全部或部分取代飽和碳?xì)浠衔镏械臍涠傻男禄衔?。其中不含氫的氟利昂稱作氯氟化碳，寫成CFC；含氫的氟利昂稱作氫氯氟化碳，寫成HCFC；不含氯的氟利昂稱作氫氟化碳，寫成HFC。近十幾年的研究證明，CFC類物質(zhì)（即CFCS）對(duì)大氣中臭氧和地球高空的臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用，會(huì)導(dǎo)致太陽對(duì)地球表面的紫外線輻射強(qiáng)度增加，破壞人體免疫系統(tǒng)，其危害程度后用大氣臭氧層損耗潛能值ODP表示，同時(shí)CFCS在大氣中能穩(wěn)定吸收太陽熱，導(dǎo)致大氣溫度升高，加劇溫室效應(yīng)，其危害程度可用溫室效應(yīng)潛能GWP表示。因此，減少和禁止CFCS的使用和停產(chǎn)，已成為國際社會(huì)環(huán)境保護(hù)的緊迫任務(wù)。根據(jù)1987年通過的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)蒙特利爾議定書》和其他有關(guān)國際協(xié)議，規(guī)定發(fā)達(dá)國家在1996年1月1日停產(chǎn)和禁止使用公害物質(zhì)CFCS，發(fā)展中國家在2010年完全停用。過渡性物質(zhì)HCFCS在發(fā)達(dá)國家于2020年停用，發(fā)展中國家2040年完全停用。任務(wù)1制冷劑2．CFCS替代問題為了減少氟利昂制冷劑對(duì)大氣臭氧層的破壞程度和溫室效應(yīng)引起的全球變暖的趨勢，應(yīng)采取以下技措施。（1）目前盡量減少CFCS排放量，強(qiáng)化設(shè)備密封措施，研制CFCS回收裝置，逐年減少CFCS的生產(chǎn)和使用。（2）逐步采用低公害的HCFCS物質(zhì)，如R22、R142b、R123等純制冷劑，可由其組成的非共沸混合制冷劑過渡性替代使用。（3）最終使用ODP=0，且GWP值相對(duì)較小的物質(zhì)作為制冷劑，這是從根本上解決消耗臭氧層問題。目前在冰箱中，美國主要選用R134a作為制冷劑，R141b作為發(fā)泡劑。歐洲更傾向于用R600a替代R12、用環(huán)烷替代R11的方案。任務(wù)2載冷劑任務(wù)概述載冷劑又稱冷媒，是運(yùn)載冷的介質(zhì)，載冷劑在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻后，送到冷卻設(shè)備中，吸收被冷卻物體或空間的熱量，再返回蒸發(fā)器重新被冷卻，如此循環(huán)不止，以達(dá)到傳遞制冷量的目的。本任務(wù)主要介紹常用的載冷劑如空氣、水、鹽水、有機(jī)化合物及其水溶液,的性質(zhì)及選用原則。任務(wù)2載冷劑任務(wù)目標(biāo)1、能說出常用載冷劑的性質(zhì)；2、熟悉常用載冷劑的優(yōu)缺點(diǎn)，能說出常用制冷設(shè)備中選用載冷劑的名稱；3、能夠根據(jù)不同的制冷要求選用合適的載冷劑。任務(wù)2載冷劑知識(shí)鏈接一、對(duì)載冷劑的要求1）無毒、無腐蝕性。對(duì)人體無毒，不會(huì)引起其他物質(zhì)變色、變質(zhì)，對(duì)金屬不易腐蝕。2）比熱容大。當(dāng)制冷量一定時(shí)，比熱容大可使載冷劑量的循環(huán)量或進(jìn)出溫差減小。3）粘度小、相對(duì)密度小。相對(duì)密度小，流動(dòng)時(shí)阻力損失也減??；粘度高時(shí)傳熱性能變差，所需傳熱面積要增加。4）凝固溫度低。在使用溫度范圍內(nèi)不會(huì)凝固，呈液態(tài)。5）傳熱性能好。傳熱性能好，可使傳熱面積減小。6）價(jià)格低廉，易于獲得。任務(wù)2載冷劑二、常用載冷劑的種類1、空氣2、水3、無機(jī)鹽水4、有機(jī)物載冷劑任務(wù)3冷凍機(jī)油任務(wù)概述冷凍機(jī)油是壓縮機(jī)中使用的潤滑油，具有減少摩擦、冷卻、密封、降噪等作用。具有耐低溫而不凝固的主要特點(diǎn)。本任務(wù)主要介紹了常用冷凍機(jī)油的種類，常用冷凍機(jī)油的規(guī)格及選用原則。任務(wù)3冷凍機(jī)油任務(wù)目標(biāo)1、能說出常用冷凍機(jī)油的種類；2、熟悉冷凍機(jī)油的規(guī)格，能判別冷凍機(jī)油質(zhì)量好壞；3、能夠根據(jù)不同的制冷要求選用合適的冷凍油。任務(wù)3冷凍機(jī)油知識(shí)鏈接一、冷凍機(jī)油的作用冷凍機(jī)油也叫冷凍油，是制冷壓縮機(jī)的專用潤滑油，可保證壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可靠工作和延長使用壽命，在使用中不能用通用潤滑油來代替。其在空調(diào)制冷系統(tǒng)中的作用主要可概括如下：（1）減少摩擦

壓縮機(jī)是高速運(yùn)動(dòng)的機(jī)器，軸承、活塞環(huán)、曲軸、連桿等零件表面需要潤滑，以減少阻力和磨損，延長使用壽命，降低功耗，提高制冷系數(shù)。（2）冷卻作用

運(yùn)動(dòng)的表面摩擦產(chǎn)生高溫，需要用冷凍油來冷卻。冷凍油冷卻不足會(huì)引起壓縮機(jī)溫度過熱，排氣壓力過高，制冷系數(shù)降低，甚至燒壞壓縮機(jī)。（3）密封作用

汽車使用的壓縮機(jī)輸入軸需要油封來密封，防止R12泄漏，有潤滑油，油封才起作用。同時(shí)，活塞環(huán)上的潤滑油不僅起減磨作用，而且起密封壓縮機(jī)蒸氣的作用。任務(wù)3冷凍機(jī)油二、冷凍機(jī)油的性能與要求（1）黏度適當(dāng)（2）濁點(diǎn)應(yīng)低于蒸發(fā)溫度（3）凝固點(diǎn)應(yīng)低（4）閃點(diǎn)要高（5）化學(xué)穩(wěn)定性好任務(wù)3冷凍機(jī)油三、冷凍機(jī)油的規(guī)格與選用（1）規(guī)格

冷凍機(jī)油按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16630—1996的規(guī)定分為L—DRA/A、L—DRA/B、L—DRB/A、L—DRB/B四類品種，每類品種中又以粘度等級(jí)劃分出5～9種規(guī)格，因而該標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)規(guī)定了24種規(guī)格。冷凍機(jī)油的規(guī)格區(qū)分是以40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度為基準(zhǔn)的，如46號(hào)油即指40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度為41.4～50.6mm2/s的油品。冷凍機(jī)油常見的粘度等級(jí)（牌號(hào)）有15、22、32、46、68等。任務(wù)3冷凍機(jī)油（2）選用

選用冷凍機(jī)油的常規(guī)要求是：透明度好，若渾濁變色，說明油已變質(zhì)，不能使用；粘度適宜，粘度過大會(huì)增加壓縮機(jī)功耗，粘度過小則摩擦面間不能形成必要的油膜，會(huì)加快磨損；閃點(diǎn)高；凝固點(diǎn)低；化學(xué)穩(wěn)定性好，與系統(tǒng)中材料有相容性；不含水分、機(jī)械雜質(zhì)、溶膠等，避免產(chǎn)生冰堵、鍍銅、臟堵、加快磨損等現(xiàn)象。GB/T16630標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的冷凍機(jī)油均為礦物油或合成烴油，主要適用于制冷劑為氨、CFC類（如R12）和HCFC類（如R22）的制冷壓縮機(jī)；對(duì)于制冷劑為HFC類（如R134a）的壓縮機(jī)應(yīng)采用酯類油；對(duì)于混合制冷劑（如R22/R152a/R124）則采用烷基苯潤滑油。制冷技術(shù)基礎(chǔ)

目錄單元一工程熱力學(xué)基礎(chǔ)單元二流體力學(xué)基礎(chǔ)單元三傳熱學(xué)基礎(chǔ)單元四制冷劑、載冷劑與冷凍機(jī)油單元五蒸氣壓縮式制冷原理單元六吸收式制冷循環(huán)單元七其他制冷循環(huán)及制冷方法單元五蒸氣壓縮式制冷原理蒸汽壓縮式制冷是最常用的一種制冷方法。蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器等四個(gè)主要部分組成，工質(zhì)循環(huán)其中，用管道一次連接，形成一個(gè)完全封閉的系統(tǒng)，制冷劑在這個(gè)封閉的制冷系統(tǒng)中以流體狀態(tài)循環(huán)，通過相變，連續(xù)不斷地從蒸發(fā)器中吸取熱量，并在冷凝器中放出熱量，從而實(shí)現(xiàn)制冷的目的。本單元主要介紹單、雙級(jí)壓縮式制冷循環(huán)和復(fù)疊式制冷循環(huán)的基本組成、制冷循環(huán)工作過程。單元五蒸氣壓縮式制冷原理單元目標(biāo)1．能理解逆卡諾循環(huán)原理、單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)原理。2．能敘述單、雙級(jí)壓縮式制冷循環(huán)的基本組成、制冷循環(huán)工作過程。3．能說出幾種不同的復(fù)疊式制冷循環(huán)的特點(diǎn)。4．會(huì)區(qū)別離心式制冷循環(huán)與螺桿式壓縮制冷循環(huán)。任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)任務(wù)概述在蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)中，制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個(gè)過程，便完成了一個(gè)工作循環(huán)。如果在一個(gè)制冷循環(huán)中，對(duì)制冷劑蒸氣只進(jìn)行一次壓縮，稱為單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)。單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)在制冷設(shè)備中最為常見。本學(xué)習(xí)任務(wù)主要介紹單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)的組成、工作過程及單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算。任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)任務(wù)目標(biāo)1．能敘述單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)的組成、工作過程。2．能理解單級(jí)蒸汽壓縮式制冷實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的差異。3．能讀懂壓焓圖，并能根據(jù)壓焓圖進(jìn)行簡單熱力計(jì)算。任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)知識(shí)鏈接一、理想制冷循環(huán)理想制冷循環(huán)屬于液體氣化法制冷，根據(jù)液體汽化需要吸收汽化潛熱來進(jìn)行制冷。通常分為兩種情況：一種是逆卡諾循環(huán)，不考慮制冷劑在吸熱和放熱時(shí)的溫度變化；一種是勞倫茲循環(huán)，考慮制冷劑在吸熱和放熱時(shí)的溫度變化。任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)1．無溫差傳熱的逆卡諾循環(huán)

它由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成。假設(shè)低溫?zé)嵩矗幢焕鋮s物體）的溫度為T0，高溫?zé)嵩矗喘h(huán)境介質(zhì)）的溫度為Tk,則工質(zhì)的溫度在吸熱過程中為T0，在放熱過程中為Tk,就是說在吸熱和放熱過程中工質(zhì)與冷源及高溫?zé)嵩粗g沒有溫差，即傳熱是在等溫下進(jìn)行的，壓縮和膨脹過程是在沒有任何損失情況下進(jìn)行的。任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)總上所述，理想制冷循環(huán)應(yīng)為逆卡諾循環(huán)。而實(shí)際上逆卡諾循環(huán)是無法實(shí)現(xiàn)的，但它可以用作評(píng)價(jià)實(shí)際制冷循環(huán)完善程度的指標(biāo)。通常將工作于相同溫度間的實(shí)際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)ε與逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)εk之比，稱為該制冷機(jī)循環(huán)的熱力完善度，用符號(hào)η表示。即：η=ε/εk任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)2．有溫差傳熱的逆卡諾循環(huán)無溫差傳熱的逆卡諾循環(huán)假定制冷劑與熱源、冷源進(jìn)行熱交換時(shí)為無溫差傳熱，這就意味著熱交換器的面積需無限大，顯然是不切實(shí)際的。實(shí)際上，制冷劑在吸熱過程中，它的溫度總是低于被冷卻物體的溫度；在放熱過程中，它的溫度總是高于環(huán)境介質(zhì)溫度。具有恒定溫差傳熱的逆卡諾循環(huán)的T—S圖如圖6-1-2所示。任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)3.具有變溫?zé)嵩吹睦硐胫评溲h(huán)——?jiǎng)趥惼澭h(huán)如果熱源的熱容量有限，在與制冷劑進(jìn)行熱量交換的過程中，熱源的溫度也將發(fā)生變化，即被冷卻物體(冷源)的溫度將由T2逐漸下降到T1

，環(huán)境介質(zhì)（熱源）的溫度將由T3逐漸升高到T4，如圖6-1-3所示。任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)任務(wù)1單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)二、單級(jí)蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)蒸氣壓縮式制冷是利用低沸點(diǎn)的液態(tài)工質(zhì)（如氟利昂等制冷劑）沸騰汽化時(shí)，從制冷空間介質(zhì)中吸熱來實(shí)現(xiàn)制冷的。這種制冷方法利用制冷劑的液-氣集態(tài)的變化過程，實(shí)現(xiàn)定溫吸熱和放熱，使制冷循環(huán)較為接近逆卡諾循環(huán)，從而提高制冷系數(shù)。又由于工質(zhì)的汽化潛熱一般較大，