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蒸汽制冷
【资料】彩票网址大全蒸汽喷射式制冷的原理图

  蒸汽喷射式制冷的原理图 二. 人工制冷的方法 1. 相变制冷---利用物质在一定的低温下相变吸热来制冷。 有制冷效应的相变过程有熔解、气化和升华,彩票网址大全其 中广泛应用的是液体气化制冷,它常见的应用形式有 四种: 蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、吸附式制冷和蒸汽 喷射式制冷。 蒸汽压缩式制冷和吸收式制冷是目前应用最为广泛 的两种制冷形式,也是本课程要讲的主要内容,我们 会在后面章节着重来讲,下面简单介绍其他的制冷方 式。 相变制冷----蒸汽喷射式制冷 原理:和蒸汽压缩式制冷相同,都是利用液体气化时吸收热量来实现 制冷。 系统组成:喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀机泵几部分组成。 工作过程:用锅炉产生高温高压的工作蒸汽,将其送入喷嘴,膨 胀并以高速流动(流速可达1000m/s以上),于是在喷嘴出口 处,造成很低的压力,由于吸入室和蒸发器相连,所以蒸发器 中的压力也会很低,低温低压的部分水吸热汽化, 将未汽化的水温度降低,这部分低温 水用来制冷,蒸发器中产生的制冷剂 水蒸气和工作蒸汽在喷嘴出口处混合 ,一起进入冷凝器,被外部的冷却水 冷却而变成液态水,这些冷凝水再经 冷凝器流出,分两路,一路经节流降 压后进蒸发器,继续蒸发制冷,另一 路经泵升压后回锅炉,重新生产工作 蒸汽 特点:(1)以热能为补偿方式 (2)结构简单,加工方便,没有运动部件,使用寿命长 (3)效率低(工作蒸汽的压力高,喷射器的流动损失大) 蒸汽喷射式制冷的原理图 相变制冷----吸附式制冷 原理:和蒸汽压缩式制冷相同,都是利用液体气化时吸收热量来实现 制冷。 系统组成:吸附器、蒸发器、冷凝器以及节流阀等几部分组成。 工作过程:首先是利用固体吸附剂对某种制冷剂有吸附作用,吸 附能力与吸附温度有关。固体吸附剂受热,吸附床内压力不断 上升,上升到冷凝压力开始解析出制冷剂,并在冷凝器里冷凝 为液体,节流降压后进入蒸发器,同时,当固体吸附剂冷却后, 吸附床内压力下降,下降到低于蒸发压力时开始吸附蒸汽, 蒸发器中的制冷剂吸热气化产生 冷量,实现制冷过程。 从工作过程可以看出,由加热-解吸-冷 凝与冷却-吸附-蒸发交替进行,他是一 种间歇式制冷。要实现连续制冷输出, 就必须采用两台或多台吸附器,通过 多台吸附器加热/冷却运行状态的切换, 实现连续供冷。 比较成熟的工质对:活性炭—甲醇、沸石—水、活性炭—氨、硅 胶--水 金属氢化物—氢、氯化钙—氨以及氯化锶—氨等,目前应该用最 广泛的是活性炭—甲醇 特点:吸附式制冷可以以太阳能、工业余热等低品位能源作为驱 动力,采用非氟氯烃类物质为 制冷剂,系统中运动部 件少,节能、环保、结 构简单、无噪音、运行 稳定等优点,但是系统 循环周期太长、制冷量 相对较小、COP有待进 一步提高。 人工制冷---热电制冷 原理:热电制冷利用的是热电效应(帕尔贴效应)的原理来实现制冷的。 热电效应:是指在两种不同导体组成的闭合回路中通以直流电,当电流 流过不同导体的界面时,就会使一个节点变冷,从外界吸收热量;一 个节点变热,向外界放出热量,这种现象称为热电效应,即帕尔贴效 应。 帕尔贴效应的反效应就是西伯克效应,就是在两种导体组成的回路中, 如果保持两接触点的温度不同,就会在两个接触点之间产生一个电势 差---即接触电动势。 半导体制冷原理 因为帕尔贴效应和西伯克效应产生的强烈程度取决于这两种材料 的导热性和导电性,纯金属材料的导热性和导电性都好,所以 其帕尔贴效应和西伯克效应都很弱,而半导体材料可以产生强 烈的帕尔贴效应和西伯克效应。 空穴型(P型) 材料: 电子型(N型) 涡流管制冷 工作原理:涡流管制冷与蒸汽压缩式制冷,吸收式制冷的制冷 机理完全不同。它是一种借助涡流管的作用使高速气流产生漩涡 分离出冷、热两股气流,利用冷气流而获得制冷方法。经过压缩 并冷却到常温的气体由进气导管导入喷嘴,在喷嘴中膨胀并加速, 从切线方向射向涡流室,形成自由涡流,自由涡流的旋转角速度 离中心越近则越大,由于角速度不同,导致环形气流的层与层之 间产生摩擦,外层气流的角速度逐渐升高,动能增加,又由于与 管壁之间的摩擦,将部分动能变成了热能,温度升高变成热气流, 而中心层部分的角速度逐渐降低,失去能量变成冷气流。 涡流管的结构:喷嘴、涡流室、分离孔板以及冷热两端的管子组成 的一种结构简单的能量分离装置。 特点:(1)由于管内气流之间之间的传导 和对流情况复杂,故对冷、热端温度值得 定量地理论计算困难; (2)效率较低,气流噪音大 (3)结构简单、维护方便、启动快、使 用灵活。适用于有高压气源或可以廉价获得 高压气体的场合 气体膨胀制冷 原理:气体膨胀,温度降低来实现制冷 系统组成:主要由制冷换热器、压缩机、冷却器以及膨胀机四部 分组成 工作过程:等压吸热、等熵压缩、等压放热、等熵膨胀四个过程 组成。 制冷工质:空气、二氧化碳、氮气等 多用于飞机空调(制冷剂为空气) 三、制冷技术的应用 1、空调工程---制冷技术应用的一个广阔的领域。如干式冷却、冷却 除湿等 2、食品工业---肉类、海鲜类食品、彩票网址大全部分水果蔬菜从加工到生产、 储存、运输与销售的各个环节,均需要保持必要的低温环境,以避 免食物变质。 3、医疗卫生---如血浆、疫苗以及特殊药品均需要低温保存,低温 麻醉、器官或尸体的冷藏等等 4、冰上运动---冰球、速滑、短道速滑、花样滑冰等对冰场的质量、 环境提出非常高的要求 人工冰场 5、工业生产---石油脱蜡、天然气液化、石油裂解以及合成纤维和 化肥的生产等等均需要在低温环境下进行 6、材料回收---目前低温技术是回收钢结构轮胎中橡胶的唯一有效 的方法,采用的是低温粉碎技术(利用材料在低温状态下的冷脆性 能,对物料进行粉粹) 7、国防工业与科学研究---高寒地区的汽车、坦克发动机等需要做 四、制冷技术的发展 最初,人们有计划的储存和应用天然冰----- 16世纪,水蒸发冷却 空气---1748年,柯伦证明在真空下蒸