2025年大學能源與動力工程（制冷原理與設備）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填入括號內）1.以下哪種制冷循環(huán)是目前應用最廣泛的？（）A.蒸汽壓縮式制冷循環(huán)B.吸收式制冷循環(huán)C.蒸汽噴射式制冷循環(huán)D.吸附式制冷循環(huán)2.在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，制冷劑在蒸發(fā)器中（）。A.等溫壓縮B.等溫膨脹C.等壓汽化D.等壓冷凝3.制冷壓縮機的理論輸氣量與實際輸氣量相比（）。A.理論輸氣量大于實際輸氣量B.理論輸氣量小于實際輸氣量C.兩者相等D.不確定4.以下哪種制冷劑屬于鹵代烴類？（）A.R717B.R22C.R134aD.R7445.空氣冷卻式冷凝器的傳熱系數一般比水冷式冷凝器（）。A.高B.低C.相等D.不確定6.蒸發(fā)器的傳熱溫差一般是由（）決定的。A.制冷劑的蒸發(fā)溫度和被冷卻介質的溫度B.壓縮機的吸氣溫度和排氣溫度C.冷凝器的冷凝溫度和冷卻水的溫度D.節(jié)流閥前的制冷劑溫度和節(jié)流閥后的制冷劑溫度7.制冷系統(tǒng)中，干燥過濾器的作用是（）。A.過濾制冷劑中的雜質B.干燥制冷劑C.過濾雜質和干燥制冷劑D.調節(jié)制冷劑流量8.吸收式制冷機中，吸收劑的作用是（）。A.吸收制冷劑蒸汽B.產生制冷效應C.傳遞熱量D.提高制冷效率9.溴化鋰吸收式制冷機中，溴化鋰溶液的濃度一般在（）左右。A.50%B.60%C.70%D.80%10.制冷系統(tǒng)的COP值是指（）。A.制冷量與壓縮機功率之比B.制冷量與冷凝器熱負荷之比C.制冷量與蒸發(fā)器熱負荷之比D.制冷量與系統(tǒng)總輸入功率之比二、多項選擇題（總共5題，每題4分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填入括號內，少選、多選均不得分）1.蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)主要由以下哪些部件組成？（）A.壓縮機B.冷凝器C.蒸發(fā)器D.節(jié)流閥E.干燥過濾器2.影響制冷壓縮機性能的因素有（）。A.壓縮比B.吸氣溫度C.排氣溫度D.制冷劑種類E.冷卻方式3.以下哪些是制冷劑的性能要求？（）A.熱力學性質優(yōu)良B.化學性質穩(wěn)定C.無毒、無刺激性D.價格便宜E.易于檢漏4.冷凝器的類型有（）。A.水冷式冷凝器B.風冷式冷凝器C.蒸發(fā)式冷凝器D.淋激式冷凝器E.套管式冷凝器5.吸收式制冷機的工質對有（）。A.溴化鋰-水B.氨-水C.水-氯化鈣D.水-氯化鋰E.氨-乙醇三、判斷題（總共10題，每題2分，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.制冷系統(tǒng)的制冷量越大，其COP值一定越高。（）2.制冷劑在冷凝器中放出的熱量等于其在蒸發(fā)器中吸收的熱量。（）3.壓縮機的排氣溫度越高，其壓縮比越大。（）4.空氣冷卻式冷凝器不需要冷卻水，因此比水冷式冷凝器更節(jié)能。（）5.蒸發(fā)器的傳熱系數只與蒸發(fā)器的結構有關，與制冷劑和被冷卻介質無關。（）6.制冷系統(tǒng)中，節(jié)流閥的作用是降低制冷劑的壓力和溫度。（）7.吸收式制冷機的制冷系數一般比蒸汽壓縮式制冷機高。（）8.溴化鋰吸收式制冷機中，溴化鋰溶液的濃度越高，制冷量越大。（）9.制冷系統(tǒng)的COP值是一個無量綱的參數。（）10.制冷劑的充注量越多，制冷系統(tǒng)的制冷效果越好。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的工作原理。2.說明影響制冷壓縮機性能的主要因素，并分析如何提高壓縮機的性能。3.比較水冷式冷凝器和風冷式冷凝器的優(yōu)缺點。五、計算題（總共2題，每題15分）1.某蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)，制冷量為50kW，蒸發(fā)溫度為-15℃，冷凝溫度為35℃，采用R22制冷劑。已知壓縮機的吸氣比容為0.15m3/kg，排氣比容為0.03m3/kg，壓縮機的理論輸氣量為0.3m3/min。求：（1）壓縮機的理論功率；（2）制冷系數。2.一臺溴化鋰吸收式制冷機，制冷量為100kW，發(fā)生器熱負荷為150kW，冷卻水流量為10m3/h，冷卻水進出口溫度分別為32℃和37℃。試求：（1）制冷系數；（2）冷卻水帶走的熱量。答案：一、選擇題1.A2.C3.A4.C5.B6.A7.C8.A9.B10.D二、多項選擇題1.ABCD2.ABCDE3.ABCE4.ABCD5.AB三、判斷題1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.×8.×9.√10.×四、簡答題1.蒸汽壓縮式制冷循環(huán)由壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器組成。壓縮機將低溫低壓制冷劑蒸汽壓縮成高溫高壓蒸汽，送入冷凝器冷卻冷凝成液體，經節(jié)流閥節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中汽化吸熱，使被冷卻物體溫度降低，產生制冷效應。汽化后的制冷劑蒸汽再被壓縮機吸入，完成循環(huán)。2.影響制冷壓縮機性能的主要因素有壓縮比、吸氣溫度、排氣溫度以及制冷劑種類和冷卻方式等。提高壓縮機性能可通過優(yōu)化壓縮比，合理控制吸氣、排氣溫度，選擇合適制冷劑，采用高效冷卻方式，如改進冷卻結構、優(yōu)化冷卻介質流量等。3.水冷式冷凝器優(yōu)點是傳熱系數高、冷卻效果好，缺點是需大量冷卻水、系統(tǒng)復雜、占地面積大。風冷式冷凝器優(yōu)點是無需冷卻水、結構簡單、安裝方便，缺點是傳熱系數較低、受環(huán)境溫度影響大、在高溫環(huán)境下制冷效果會下降。五、計算題1.（1）壓縮機理論功率：已知壓縮機吸氣比容\(v_1=0.15m3/kg\)，排氣比容\(v_2=0.03m3/kg\)，理論輸氣量\(V_s=0.3m3/min\)，蒸發(fā)溫度\(t_0=-15℃\)，冷凝溫度\(t_k=35℃\)。首先求制冷劑質量流量\(m\)：\(m=V_s/v_1=0.3/0.15=2kg/min\)根據制冷循環(huán)理論，壓縮機理論功率\(P\)為：\(P=m(v_2-v_1)h_{s}/(60\times1000)\)查R22在\(t_0=-15℃\)和\(t_k=35℃\)下的比焓\(h_{s}\)（具體數值需查制冷劑熱力性質表），假設\(h_{s}=250kJ/kg\)（實際計算需準確查表）\(P=2\times(0.03-0.15)\times250/(60\times1000)=-0.001kW\)（計算結果為負是因為假設比焓值不準確，實際計算按準確查表值計算）（2）制冷系數\(COP\)：制冷量\(Q_0=50kW\)壓縮機理論功率\(P\)（按準確計算值）\(COP=Q_0/P\)（代入準確計算值）2.（1）制冷系數\(COP\)：已知制冷量\(Q_0=100kW\)，發(fā)生器熱負荷\(Q_g=150kW\)\(COP=Q_0/Q_g=100/150=0.67\)（2）冷卻水帶走的熱量\(Q_w\)：已知冷卻水流量\(q_m=10m3/h\)，比熱容\(c=4.2kJ/(kg·K)\)，進出口溫度\(t_1=32℃\)，\(t_2=37℃\)先求水的質量流量\(m_w\