气液平衡的计算x.docx

合肥学院 Hefei University 《化工热力学》过程论文题目: 多级制冷循环能量分析系别: 化学与材料工程系专业: 化学工程与工艺学号: 1303021011 姓名: 徐磊教师: 高大明 2016 年 1月多级制冷能量分析摘要: 由热力学第二定律可知,要使热量从低温物体流向高温物体外界必须对系统做功,我们将这些过程称为热泵或制冷,对系统冷端进行利用的称为制冷,进一步地从能量角度来分析,寻求整个制冷循环中各个部分能量的利用情况。利用火用的概念来分析制冷过程。关键词: 制冷循环、火用、能量正文:表征制冷装置主要性能的物理量有制冷量和制冷系数以及热力完善度[1], 但这是从整体上反映制冷装置制冷的效率,(exergy) 的概念来重新对系统的每部分进行分析,知道其各部分能量的利用。下图为单级蒸汽式压缩制冷系统,由压缩机,冷凝器,膨胀阀和蒸发器组成. 制冷过程:蒸发器中制冷剂在压力 0P温度 0t下沸腾,0t kP, 到冷凝器中冷凝成液体,将热量传给冷却介质,冷却介质的温度要低于冷凝温度 kt, 冷凝后的液体再通过膨胀阀进入蒸发器,在通过膨胀阀时,压力从 kP降到 0P, 部分液体汽化,剩余液体的温度降到 0t, 这样进入一个循环。在分析的时候,做适当的简化:离开蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸汽是处于蒸发压力下的饱和蒸汽;离开冷凝器和进入膨胀阀的液体是处于冷凝、压力下的饱和液体;压缩机的压缩过程为等熵压缩;制冷剂通过膨胀阀节流时其前,后焓值相等;制冷剂在蒸发和冷凝过程中没有压力损失;在各部件的连接处制冷剂不发生状态变化;制冷剂的冷凝温度等于外部热源温度,蒸发温度等于被冷却物体的温度. 单位时间内制冷剂通过蒸发器吸收的被冷却物体的热量称为制冷量 cQ ,它是表征制冷机制制冷功率的重要物理量, W=p Q C定义为制冷机的制冷系数,对于卡诺循环热机 CW = CH CTT T?这样热力完善度为η= CW W 火用 exergy 概念在热力过程中,“热量火用”,以 qe 表示,微元热量 qd 为 qde =(1-T T a) qd 其中 aT 是环境温度, T是传热温度,若在恒温下传递,有? qe (1-T T a)q 这样我们可以看到,热量火用与温度有关,T T a的大小决定了 qe 的正负情况,其取值大于1时, qe 与q同号,说明它们流向相同,但 qe 始终小于q,这正体现了热力学第二定律的开氏说法,我们无法将热量 . aT 大于 T时, qe 与q异号,表明它们流向相反,也就是说在这个过程中要将温度从低温传到高温处,外界必须对系统做功,并且可以看到 q与 qe a= aT ( 12SS?) 1S , 2S 是始末状态的熵。用 exergy 分析制冷循环 W与η是表征制冷机制的重要的物理量,但制冷系数无法体现热力学完善程度,在不同的温度下工作的制冷系统若有相同的制冷系数,但它们对应的 CW 不同导致其热力完善度不同,火用的效率也不同,在这种情况下,只用制冷