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2014年注册公用设备工程师考试基础知识辅导资料(五)

2014-05-27  点击: 次  建培教育

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制冷技术基础知识

制冷技术是研究获得低温的方式及其机理和应用的科学技术,从广义上讲,凡是低于环境温度的都称为低温。根据在不同的低温温度区域,获得低温的方法及研究对象,又可把制冷技术分为普冷技术和深冷技术。习惯上把普冷技术称为制冷技术,把深冷技术称为低温技术。普冷技术研究的范围是在普冷区,深冷技术研究的范围是在深冷区,它们是以温度 120K 为分界线。

从环境温度到 120K (约-153 度)称之为普冷区,从 120K 到绝对零度(-273.5 度)称之为深冷区。( 20K 到 0K 也有称为超低温或低温区的)获得低温的方式又很多,但总体上可分为物理和化学两种。

物理方法制冷是运用制冷剂在制冷系统中不断的进行状态变化(既处于不同的热力状态)来制冷。一切物质都使由分子所组成的,而物质分子又在不断地运动。由于这种运动的能量大小表明了物体热能的大小,故称为热运动。物体分子热运动的动能大,人的感觉物体就热一些,物体分子热运动的动能小,人的感觉物体就冷一些。

热量只能自发的从高温物体传向低温物体,而不能自发的从低温物体传向高温物体,要把低温物体的热量传到高温物体必须借助外部的能量来实现。

制冷装置借助制冷机来消耗外部的能量,利用物质的状态变化,把被冷却物体的热量传给环境中的高温物体来实现制冷的目的。

所利用的物质通常称为制冷工质或制冷剂。

单级制冷系统的工作原理如图它是由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过管道连接,形成一个密闭的制冷循环系统

高压常温的制冷剂通过膨胀阀节流,变成低压低温的液体,在进入蒸发器,低压低温的制冷剂液体在蒸发器中吸收了外部介质的热量而沸腾(汽化),变成了低压低温的制冷剂气体。制冷剂气体被制冷压缩机吸入,经制冷压缩机压缩,变成了高压高温的制冷剂气体,在排到冷凝器中与冷却介质(水或空气)进行热交换,被冷凝成高压常温的液体。

这样制冷剂便在系统中做了一次由液变气又由气变成液的制冷循环。从制冷机的排气侧到膨胀阀前的这一段管道,称为高压系统,它的压力为冷凝压力,对应的温度为冷凝温度。

从膨胀阀到制冷机的吸气侧的这一段管道称为低压系统,它的压力为蒸发压力,对应的温度为蒸发温度。

制冷剂在蒸发器中吸收的热量Qo是以制冷机消耗的压缩功Ai为代价而取得的,冷凝器排除的热量Qk等于两者之和,既:Qk=Qo+Ai。


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