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    怎样读懂各种制冷剂的压焓图

    发布日期:2014年12月25日 / 人阅读



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    那么怎么看制冷剂的压焓图呢?答案如下:
    在制冷工程中,最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值),横坐标是比焓值h。
      
    1、临界点K和饱和曲线
      临界点K为两根粗实线的交点。在该点,制冷剂的液态和气态差别消失。
    K点左边的粗实线Ka为饱和液体线,在Ka线上任意一点的状态,均是相应压力的饱和液体;
    K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线,在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态,或称干蒸气。
     
     2、三个状态区
      Ka左侧——过冷液体区,该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度;
      Kb右侧——过热蒸气区,该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度;
      Ka和Kb之间——湿蒸气区,即气液共存区。该区内制冷剂处于饱和状态,压力和温度为一一对应关系。
      在制冷机中,蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行,压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
      
    3、六组等参数线
      (1)等压线:图上与横座标轴相平行的水平细实线均是等压线,同一水平线的压力均相等。
      (2)等焓线:图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线,凡处在同一条等焓线上的工质,不论其状态如何焓值均相同。
      (3)等温线:图上用点划线表示的为等温线。等温线在不同的区域变化形状不同,在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直;在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线;在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
      (4)等熵线:图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。制冷剂的压缩过程沿等熵线进行,因此过热蒸气区的等熵线用得较多,在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
      (5)等容线:图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。与等熵线比较,等比容线要平坦些。制冷机中常用等比容线查取制冷压缩机吸气点的比容值。
      (6)等干度线:从临界点K出发,把湿蒸气区各相同的干度点连接而成的线为等干度线。它只存在与湿蒸气区。
      上述六个状态参数(p、t、v、x、h、s)中,只要知道其中任意两个状态参数值,就可确定制冷剂的热力状态。在lgp-h图上确定其状态点,可查取该点的其余四个状态参数。
     
    压焓图lgh-h(又称:莫里尔图Molliev Diagram)
     
        液体气化制冷是一种广泛应用的制冷方法,它是利用液体气化时的吸热效应而实现制冷的。蒸汽压缩式制冷系统是其中之一,见图 3 。系统中压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用,并造成蒸发器中的压力低,冷凝器中的压力高。它是整个系统的心脏;膨胀阀 ( 节流阀 ) 对高压液体制冷剂起节流降压作用,同时还调节其进入蒸发器的流量;蒸发器的作用是输出冷量,制冷剂在蒸发器中吸收被冷却介质的热量,从而达到制取冷量的目的;冷凝器负责输出热量,冷却介质从冷凝器中带走制冷剂在蒸发器中吸取的热量,以及压缩机消耗的功所转化的热量。
    根据热力学第二定律,压缩机所消耗的功起到补偿作用,使制冷剂不断从低温介质中吸热,并向高温介质放热,完成整个制冷循环。单级蒸汽制冷循环过程在压焓图上表示见图 4 。
     
        制冷剂吸收蒸发器中被冷却介质的热量,在压力 P 0, t 0 下沸腾,到达状态点 1 ,为饱和蒸汽状态,当压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸汽之前,为了不将液滴带入压缩机,通常制冷剂在蒸发器中完全蒸发后仍要继续吸收一部分热量,实际上压缩机吸入的是过热饱和蒸汽, 1-2 为过热过程。点 2 为压缩机吸气点。过点 2 ,压缩机将过热蒸汽压缩,到达点 3 。由于压缩机压缩作功,使制冷剂蒸汽压力升高到 P k ,温度升高到 t 3 , 2-3 为压缩过程。点3为压缩机排气点,制冷剂仍处于过热蒸汽状态。进入冷凝器的过热蒸汽首先将部分热量释放给外界冷却介质,在等压下变成饱和蒸汽,达到点 4 , 3-4 为冷却过程,然后再在等温等压下继续放热,直至冷凝成饱和液体,到达点 5 状态, 4-5 为冷凝过程。
     
        实际循环中不仅存在制冷剂蒸汽过热,而且还存在制冷剂液体过冷的问题。制冷剂液体温度低于同一压力下饱和状态的温度称为过冷,其温度差称为过冷度。过冷度的大小取决于冷凝系统的设计和制冷剂与冷却介质之间的温差。在具有过冷的循环中,过冷度越大,对循环越有利。它可以使单位制冷量增加,从而导致制冷系数增加。 5-6即为过冷过程。冷凝后的制冷剂经过膨胀阀,节流降压降温,使制冷剂压力由 P k 降至 P 0 ,温度由过冷温度降至 t 0 ,并进入气液两相区。经过膨胀阀时,制冷剂焓值不变。但膨胀阀节流是一个不可逆的过程,故6-7节流过程用虚线来表示。冷凝后的制冷剂液体通过膨胀阀进入蒸发器,两相混合物中的液体在蒸发器中蒸发,从被冷却介质中吸取它所需要的汽化潜热,而混合物中的蒸汽通常称为闪发蒸汽,它在被压缩机重新吸入之前不再起吸热作用。

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