陈大威 发表于 2006-3-15 14:33:03

可逆制冷循环

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<P  align=center><B>可逆制冷循环</B> <p></p></P></TD></TR>
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<P  align=center><p></p></P></TD></TR>
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<P  align=left>      <v:shapetype><v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path connecttype="rect" gradientshapeok="t" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>逆卡诺制冷循环 <p></p></P>
<P  align=left>  定义:设有恒温热源和恒温热汇,其温度分别为TL 和TH ,在这两个温度 之间的可逆制冷循环是卡诺制冷循环。卡诺制冷循环的原理图如下所示: <p></p></P>
<P  align=center><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape><BR>图1 逆卡诺循环<p></p></P>
<P  align=left>       <v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>劳伦茨循环 <p></p></P>
<P  align=left> <p></p></P>
<P  align=left>  劳仑兹循环热源的热容量是有限的,在与制冷工质进行热量交换过程中, 热源的温度也将发生变化,即被冷却物体(冷源)的温度将逐渐下降,环境介质(热源) 的温度将逐渐上升。为了达到变温条件下耗功最小的目的,应使制冷工质在吸、 排热过程中其温度也发生变化,而且变化趋势与冷、热源的变化趋势完全一样, 使制冷工质与冷、热源之间进行热交换过程中的传热温差始终为无限小,没有不可逆换热损失, 另外两个过程仍分别为可逆绝热压缩与可逆绝热膨胀过程,如图2所示。这样, <st1:chsdate w:st="on" IsROCDate="False" IsLunarDate="False" Day="3" Month="2" Year="2001">1-2-3</st1:chsdate>-4-1即为一个变温条件下的可逆逆向循环--劳仑兹循环。显然,实现这一循环所消耗 的功为最小,制冷系数达到在给定条件下的最大值。<p></p></P>
<P  align=center><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape><BR>图2 劳仑兹循环<p></p></P>
<P  align=left>  为了表达变温条件下可逆循环的制冷系数,可采用平均当量温度这一概念。若用T<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="0" UnitName="m"><B>0m</B></st1:chmetcnv>表示工质的 平均吸热温度,用Tm表示工质的平均放热温度,则 <p></p></P>
<P  align=left>                          <v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>                (1)<p></p></P>
<P  align=left>                       <v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>             (2)<p></p></P>
<P  align=left><BR>  与的大小分别可用面积41562和23652表示,平均吸热温度 T<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="0" UnitName="m"><B>0m</B></st1:chmetcnv>与平均放热温度 Tm就是以熵差为底、面积分别等于41564和23652的矩形的高度。变温情况下可逆循环的制冷系数可表示为 <p></p></P>
<P  align=left>                          <v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>                  (3)<p></p></P>
<P  align=left><BR>即相当于工作在T<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="0" UnitName="m">0m</st1:chmetcnv>,Tm 之间的逆卡诺循环的制冷系数。<p></p></P>
<P  align=left>  劳伦茨循环如右图所示,循环由两个变温过程和两个等熵过程组成。 <p></p></P>
<P  align=left>       <v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>单级蒸气压缩混合工质制冷循环 <p></p></P>
<P  align=left>  制冷机在实际工作过程中,冷却介质和被冷却物体的温度将发生变化,冷凝器和蒸发器中也不可 避免地存在因温差传热而引起的不可逆损失。为了减少这种不可逆损失,制冷工质和传热介质之间应 保持尽可能小的传热温差。<p></p></P>
<P  align=left>  非共沸混合制冷剂在等压下冷凝或蒸发时温度均发生变化,冷凝时温度由T<B>k</B> 逐渐降低至T<B>k'</B>, 蒸发时温度由T<B>0</B>逐渐升高至T<B>0'</B> ,我们利用这一特性,采用非共沸混合工质就可以达到减少传热温差的目的, 如图3所示。极限情况下循环即变为劳仑兹循环。<p></p></P>
<P  align=center><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape><BR>图3 变温热源时逆卡诺循环<p></p></P>
<P  align=left>  非共沸混合制冷剂单级蒸气压缩制冷循环的T-S图及p-h 图如图4所示。它与纯制冷剂循环的区别仅 在于制冷剂在冷凝和蒸发晨温度在不为断地变化。<p></p></P>
<P  align=center><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>           <v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape><BR>(a)T-S图                         (b)p-h图<BR>图4 非共沸混合制冷剂单级蒸汽压缩制冷循环的T-S图及p-h图<p></p></P>
<P  align=left>  采用非共沸混合工质不仅可以达到节能,而且可以扩大温度使用范围。<p></p></P></TD></TR></TABLE></DIV>
<P ><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P>
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