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制冷機(jī)械與設(shè)備-全文預(yù)覽

2025-01-14 22:52 上一頁面

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【正文】 套,因汽缸摩擦發(fā)熱,以及高壓高溫氣體的影響,水套起冷卻作用,將氣缸上部工作腔的溫度降低。活塞磨損后修理困難,活塞環(huán)損壞可更換新的。有上下活塞環(huán)。n 吸氣閥裝在活塞上部,排氣閥裝在樣蓋上。上部有上蓋,下部與曲軸箱連通。n ① 曲軸箱:是立式和 V式等壓縮機(jī)的機(jī)架,承受機(jī)件所產(chǎn)生的力。立式壓縮機(jī)n 1)工作原理n 吸氣閥門裝在活塞頂部,當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí),吸氣閥門被打開,汽缸進(jìn)行吸氣。n (4)吸入氣體被加熱的影響n 氣體在氣缸里壓縮時(shí)要升溫,活塞在汽缸內(nèi)運(yùn)動(dòng),磨擦產(chǎn)生熱量,低壓氣體吸熱升溫。n (2)壓縮比(冷凝壓力 P?與蒸汽壓力 P?之比值)的影響n 壓縮比大 ,吸氣系數(shù) λq小 .n 壓縮比 ε= 有人計(jì)算過,當(dāng)余隙容積 10﹪ ,氣體膨脹多變指數(shù) m= , ε=P?/P?= ,則吸氣系數(shù) λq= 0。 由于余隙的存在,余隙中殘留有一定數(shù)量的制冷劑高壓蒸汽,推遲了吸氣閥門的開啟時(shí)間,減少了壓縮機(jī)從蒸發(fā)器吸入的制冷劑蒸汽量,也應(yīng)是說減少氣缸的有效容積,減少了壓縮機(jī)制冷能力。n 壓縮機(jī)氣缸內(nèi)的活塞行至終點(diǎn)時(shí),活塞與氣缸塞之間,保持有一定的空隙叫余隙。 V式、 W式及 S(扇)式壓縮機(jī) —— 氣缸中心線相交,并與曲軸中心線成一角度。 n 活塞式壓縮機(jī)按活塞的運(yùn)動(dòng)方式分為兩種: 往復(fù)式壓縮機(jī) (其活塞在氣缸里作來回的直線運(yùn)動(dòng) ); 回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(是一個(gè)與氣缸中心線成不同軸心的偏心活塞,活塞在氣缸里作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。n 現(xiàn)僅扼要地?cái)⑹龌钊綁嚎s制冷機(jī)工作原理結(jié)構(gòu)、選擇。制棒冰多用鹽水冷卻。在鹽水中加抗腐劑或者減少鹽水與空氣的接觸,可以減弱鹽水的腐蝕作用。 鹽水濃度不同,其凍結(jié)溫度也不同。載冷劑必須具備的條件: 冰點(diǎn)低、熱容量大、對(duì)設(shè)備的腐蝕性小, 價(jià)格低廉。這種使用冷效應(yīng)的方法稱為直接膨脹式。n 缺點(diǎn) :( 1)氟利昂 12單位容積產(chǎn)冷量較小,因此,氟利昂 12壓縮機(jī)的尺寸較相同產(chǎn)量壓縮機(jī)為大 .n ( 2)氟利昂 12比重大,循環(huán)阻力大,因此須降低制冷機(jī)制冷劑的流動(dòng)速度,通過加大其流通斷面(如加大管徑等)來達(dá)到。n 極易溶于油中,使油的粘度降低,為保證潤滑可靠,必須用粘度較多的潤滑油。n 氟利昂在沒有水分時(shí),對(duì)銅、鋼、鍍鋅鐵、鉛、錫等金屬無腐蝕性。n 12( CF2Cl2)n 是一種對(duì)人體生理危害性最小的制冷劑。空氣中含有 1﹪ ( v/v)的氨時(shí),可能發(fā)生中毒事故。n 氨幾乎不溶于油中,但吸水性強(qiáng),可以避免在系統(tǒng)中形成冰塞。 使用范圍是蒸發(fā)溫度在 70℃ 以上,蒸發(fā)壓力高于 1大氣壓。二、常用的制冷劑工業(yè)上已采用的制冷劑很多,目前常用有以下幾種,氨,氟利昂 12,氟利昂 22,氯甲烷,二氧化碳。n 比重和粘度要小,使制冷劑循環(huán)流動(dòng)阻力小。(避免空氣竄入制冷機(jī)系統(tǒng)中,降低傳熱系數(shù)以及增加壓縮機(jī)的功率消耗。n 由于制冷機(jī)的大小,構(gòu)造和材料以在一定情況下的操作壓力與制冷劑的性質(zhì)有密切關(guān)系,所以在進(jìn)行壓縮制冷時(shí),必須慎重選用適合于操作條件的制冷劑。n 載冷劑在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻,然后再去冷卻物料或冷藏庫。n 中壓干飽和蒸汽在高壓壓縮機(jī)中被壓縮到冷凝壓力的過熱蒸氣(點(diǎn) 4),在冷凝器中冷卻到干飽和蒸汽(點(diǎn) 5),進(jìn)一步冷凝成制冷劑液體(點(diǎn) 6),n 然后,分成兩路:一路經(jīng)膨脹閥Ⅱ ,節(jié)流降壓后的制冷劑(點(diǎn) 9),進(jìn)入中間冷凝器;一路在中間冷卻器的盤管內(nèi)過冷 (放熱 ),過冷后的制冷劑(點(diǎn) 7),再經(jīng)過膨脹閥 ?節(jié)流降壓,節(jié)流降壓后的制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器,蒸發(fā)吸熱,發(fā)生冷效應(yīng)。n (功耗減少,或省功)n 但所需設(shè)備投資較單級(jí)大,操作較復(fù)雜,所以n 一般壓縮比 8時(shí),n 采用雙級(jí)壓縮較為經(jīng)濟(jì)合理。 如果依靠單級(jí)壓縮機(jī)壓縮,則壓縮比 ( )過大 , 制冷量小 (余隙產(chǎn)生不利的影響 ,余隙隨壓縮比的增大而減小 ).功耗不經(jīng)濟(jì)。下面介紹。 制冷過程。 n 34線:過冷液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流減壓成略帶蒸汽的液體。n 2`3`線:在上述冷凝器中,在等壓等溫下被冷卻水冷凝而成飽和液體。n 12線:干飽和蒸汽(點(diǎn) 1)被壓縮機(jī)吸入,經(jīng)干法壓縮至終點(diǎn),即過熱高壓蒸汽(點(diǎn) 2)。 由此可見,實(shí)行干法壓縮雖增加了 1‘1線所代表的制冷量,另一方面卻增加了 122’1所代表的功耗。由圖可顯然看出,制冷量因此增加了 44以下的一塊矩形面積。工質(zhì)經(jīng)過節(jié)流閥是一個(gè)等焓變化,所以制冷量相應(yīng)地減小。 實(shí)際上,為了提高制冷系數(shù),要適當(dāng)?shù)厥怪评錂C(jī)在較小溫度范圍內(nèi)工作,因此,就必須盡可能地在放熱側(cè)采用較冷的冷卻劑來冷卻制冷劑,同時(shí)在吸熱側(cè)也不希望制冷劑達(dá)到不必要的過低溫度。而熱源溫度 Th愈多,冷源溫度 Tc愈低,則制冷系數(shù)愈小。( 4)制冷系數(shù)n 制冷系數(shù)定評(píng)價(jià)某具體制冷循環(huán)經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)指標(biāo)。n 它可用單位質(zhì)量制冷劑所吸熱的熱量 q0來表示,其單位 J/Kg。n 高壓液體通過膨脹閥時(shí),因節(jié)流而降壓,在壓力降低的同時(shí),氨液制冷劑因沸騰蒸發(fā)吸熱,而使其本身的溫度也相應(yīng)下降(只要降壓足夠,應(yīng)可使其溫度降低到所需要的低溫),為等焓過程。( 2)制冷過程(氨制冷循環(huán)原理)n 氨液在 1atm以下,吸熱氣化后,其低壓低溫蒸汽必須設(shè)法回復(fù)到液體狀態(tài),才能繼續(xù)進(jìn)行制冷。 .放熱 q2=T2△ S(為 TS圖上 43564所圍之面積), △ S=S2S1,則卡諾循環(huán)效率制冷的基本概念n ( 1)逆卡諾循環(huán)n ( 2)制冷過程(氨制冷循環(huán)原理)n ( 3)制冷量n ( 4)制冷系數(shù)( 1)逆卡諾循環(huán)12線工質(zhì)作絕熱壓縮(等熵), 23線工質(zhì)作等溫壓縮(等熵)34線工質(zhì)作絕熱膨脹(等熵), 41線工質(zhì)作等溫膨脹(等熵)? 與卡諾循環(huán)相反,逆時(shí)針循環(huán)。其最大極限是多大? 卡諾循環(huán)。 體系從外界吸收的熱量 q1并沒有完全變成功,而是一部變成功,其余部分又放給外界。 根據(jù)熱力第一定律: △ U=QW, △ U物系狀態(tài)變化時(shí)內(nèi)能的差值 △ U, Q物系吸熱,W— 物體對(duì)環(huán)境作的功 因?yàn)楣べ|(zhì)經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后,回復(fù)到原來的狀態(tài),所以對(duì)一個(gè)熱力循環(huán)來說,工質(zhì)的內(nèi)能沒有變化,經(jīng)過一個(gè)循環(huán),體系對(duì)外的熱交換和功交換的關(guān)系是:體系完成一個(gè)循環(huán)對(duì)外界的熱交換是,從熱源吸收的熱量 q1和對(duì)冷源放出的熱量 q2 代數(shù)和,稱為 “凈熱 ”。n 根據(jù)熱力學(xué)第二定律,這種過程(熱能夠自動(dòng)地從高溫物體傳遞給低溫物體)只有在加入外功的情況下才有可能,即借助于冷凍機(jī)的外加功才行。由于這時(shí)壓力能變?yōu)閯?dòng)能,產(chǎn)生真空,使蒸發(fā)器中的水蒸發(fā)成蒸汽。 其特點(diǎn):無運(yùn)動(dòng)不見,無噪音,運(yùn)轉(zhuǎn)蒸汽噴射式制冷n 蒸發(fā)噴射式制冷機(jī)與吸收式制冷機(jī)一樣,以消耗熱能來完成制冷機(jī)的補(bǔ)償過程。由冷卻水帶走熱量,使蒸汽冷凝。在吸收 器中,氨蒸汽被低壓的稀溶液吸收,吸收所產(chǎn)生的吸收熱由冷卻水帶走。例如: NH3在大氣壓下的沸點(diǎn)為 ℃ ,所以可在低溫下蒸發(fā)而吸熱,達(dá)到制冷目的,蒸發(fā)后的低壓蒸汽又可經(jīng)壓縮機(jī)和冷卻水冷卻使之冷凝為液態(tài) NH3。吸收式制冷系統(tǒng)使用了兩種工質(zhì),一種是產(chǎn)生冷效應(yīng)的制冷劑;另一種是吸收制冷劑而生成溶液的吸收劑。吸收式制冷系統(tǒng)使用了兩種工質(zhì),一種是產(chǎn)生冷效應(yīng)的制冷劑;另一種是吸收制冷劑而生成溶液的吸收劑。并回復(fù)到起始狀態(tài),完成一個(gè)循環(huán)。故單位制冷量也較??;n 為了獲得足夠的制冷量,則需用比較龐大的設(shè)備,必造成動(dòng)力消耗大,成本高;n 同時(shí)當(dāng)冷卻溫度降到 0℃ 時(shí),由于冰霜生成,致使操作用難,故在現(xiàn)代工業(yè)中基本上被淘汰。n 這種制冷方法是利用大氣中的空氣作制冷劑。n 深度冷凍多用于化工、醫(yī)藥。 n 人們通常把冷凍分為兩種:一般冷凍和深度冷凍。地下水溫度為 7℃ ,夏天江河水溫 1820℃ 。第 十章 制冷機(jī)械與設(shè)備第一節(jié) 食品冷凍技術(shù)第二節(jié) 壓縮制冷循環(huán)第三節(jié) 制冷劑及載冷劑第四節(jié) 制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備第一節(jié) 食品冷凍技術(shù)n 冷凍在食品工業(yè)中的應(yīng)用是相當(dāng)廣泛的,它的作用是作為食品加工的手段和防止食品腐敗。n 低溫加工:啤灑低溫發(fā)酵( 2~3℃ ),碳酸飲料在充氣前冷卻 3~5℃ (此時(shí),二氧化碳溶解量大,充氣最大。這種技術(shù)是建立在熱力學(xué)的基礎(chǔ)上的,是現(xiàn)代食品工程的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。n 冰箱的冷藏室: 3~5℃ ,凍藏室 18℃ 。n 它的制冷循環(huán)是以兩等壓過程代替逆卡諾循環(huán)中的兩等溫過程。n 其特點(diǎn)是制冷系數(shù)較小,故經(jīng)濟(jì)性較差;由于在制冷過程中物質(zhì)不發(fā)生集態(tài)變化,無潛熱可利用。此時(shí)已成為兩相狀態(tài)的汽液混合物;然后進(jìn)入蒸發(fā)器,進(jìn)行等溫等壓的蒸發(fā)過程,以制冷量 Q。吸收式制冷n 吸收式制冷方法與壓縮式不同,它是利用熱能以代替機(jī)械能而工作的。n 吸收式制冷方法與壓縮式不同,它是利用熱能以代替機(jī)械能而工作的。n 蒸汽壓縮式制冷所采用的制冷劑為一遠(yuǎn)較 0℃為低的溫度下即能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麪顟B(tài)的物質(zhì),且此蒸汽經(jīng)壓縮復(fù)可轉(zhuǎn)變液態(tài)。工作過程:溫、低壓的氨蒸汽,從蒸發(fā)器出來后進(jìn)入吸收器。進(jìn)入精餾器的蒸汽被冷卻水冷卻后,含制冷劑多的蒸汽進(jìn)入冷凝器,而含制冷劑極少的稀溶液回到發(fā)生器。即執(zhí)行了壓縮式制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的任務(wù)。n 工作原理:n 鍋爐的高壓蒸汽進(jìn)入噴射器中,工作蒸汽在噴嘴中膨脹,獲得很大的汽流速度( 80010000m/s)。四、制冷技術(shù)理論基礎(chǔ)(冷凍原理)n 制冷過程是將熱能從低溫物體取出,并將其放到高溫物體中的物理過程。在這種轉(zhuǎn)換過程中,工質(zhì)狀態(tài)發(fā)生周期性變化,稱為熱力循環(huán)。所以可以說體系循環(huán)的凈熱等于凈功。 熱力學(xué)第二定律表明,循環(huán)熱效率不能達(dá)到 100%。在經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后,工質(zhì)吸熱 q1=T1△ S(為 TS圖上 12561所圍之面積)。吸熱側(cè)的工質(zhì)溫度必低于冷源(被冷卻的物體)的溫度(即非可逆過程)。因而排至冷凝器時(shí),經(jīng)冷卻、冷凝成高壓的氨液,把熱量傳給冷卻水,為等壓過程。 ( 3)制冷量n 任何制冷系統(tǒng)和制冷機(jī)產(chǎn)生的冷效應(yīng),即制冷劑從被冷卻物體中所能取出的熱量,稱為制冷量 Dr制冷能力。n 冷源溫度愈高,則制冷量愈大。 對(duì)于逆卡諾循環(huán)的理想制冷系數(shù) εi應(yīng)有: 可見,逆諾循環(huán)的制冷系數(shù)僅取決于熱源溫度Th和冷源溫度下 Tc,而與工質(zhì)(制冷劑)的性質(zhì)無關(guān)。即逆卡循環(huán)的制冷系數(shù)最高,制冷最為經(jīng)濟(jì)。實(shí)際上,由于存在下列原因,蒸汽壓縮式制冷循環(huán)必須具備更為切合實(shí)際的組成部分和操作條件:( 1)因?yàn)榕蛎洐C(jī)的構(gòu)造復(fù)雜,且收效不大,實(shí)際中以構(gòu)造簡單,操作方便的節(jié)流閥代替。于是節(jié)流膨脹過程即轉(zhuǎn)化為34線所代表的過程。 因此,在實(shí)際過程中,須加裝液體分離器,將濕蒸汽中的液體分離出來,保證壓縮機(jī)吸入的為干飽和蒸汽,這樣,壓縮機(jī)的壓縮過程就不是 1‘2‘線,而是在過熱區(qū)進(jìn)行的 12線,稱為 “干法壓縮 ”。n 考慮了上述諸原因及其相應(yīng)的措施之后,實(shí)際蒸汽壓縮式制冷有圖,所示 122`3`341的封閉環(huán)路線。 是等壓放熱過程 。是 等壓過程 。是 等壓等溫吸熱過程 。為了提高制冷機(jī)效率及保證制冷系統(tǒng) 安全穩(wěn)定 ,在實(shí)際制冷系統(tǒng)中,還加裝油分離器、貯液桶、空氣分離器等附屬設(shè)備。高壓液氨進(jìn) 貯氨器 ,經(jīng) 調(diào)節(jié)站 ,通過 調(diào)節(jié)閥節(jié)流降壓 →氨液分離器 → 液體 → 蒸發(fā)器 ;氣體進(jìn)壓縮機(jī)(作用)三、雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)n 為什么采用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)?n 通常的單級(jí)
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