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五、一般制冷常识
一、制冷方法与基本原理
1、制冷方式
A、液体蒸发热的利用
该方法的主体是一种容易蒸发的液体作为转移热量的媒介,利用它蒸发时要从周围吸收蒸发热(又称汽化热或汽化潜热)的特性来实现制冷。这是最为广泛应用的一种制冷方法,为了实现连结续制冷,必须使已经蒸发的气体从新返回液体状态,再进行下一个循环。根据蒸气返回到液体的不同方法,又可分为蒸气压缩式制冷和蒸气吸收式制冷。前者是利用压缩机将蒸气加压,使它在较高的压力和温度下进行放热而冷凝成液体,后者是通过吸收剂对蒸气的吸收返回到液体状态。
B、固体熔化热的利用
用低熔点的固体物质熔化时从周围吸收熔化热特性来实现制冷。
C、固体升华热的利用
利用干冰(固体二氧化碳)等物质升华时从周围吸热的特性来实现制冷。
D、气体膨胀吸热的利用
高压气体从小孔喷出时,因受节流作用后温度有所降低,利用该特性可实现制泠。多次反复这个过程,可以得到低温。液态空气就是利用该方法制成的。
E、温差电效应的利用
利用温差电效应(又称热电效应),当直流电通过一个PN结时,结的一端发热,另一端发冷。PN结的半导体材料为铋和碲。
2、蒸气压缩式制冷原理
液体蒸发时从周围吸收热量,而使温度降低,为了使制冷连续地进行,把已蒸发的气体经压缩和冷凝,重新使它变成液体,再继续蒸发并吸热。
由于制冷剂蒸气经压缩、放热变成液体的,所以称为蒸气压缩式制冷。它是目前应用最广泛的制冷方法。
它由四大部件组成:
压缩机——作用是压缩和输送制冷剂气体。
冷凝器——使高温高压的制冷剂蒸气放热冷凝,变成高压、中温
的液体。
节流装置——高压液体经过它节流之后变成低压液体。
蒸发器——低压液体在里面汽发(蒸发)吸热,使泠冻水降温。
3、物质的状态变化
物质在吸热或放热时,除了温度变化以外,还有状态的变化,即固态-液态-气态,这三种状态可以相互转化。
气体变成液体的过程称为冷凝,液体变成固体的过程称为凝固。
固体变为液体的过程称为熔解,液体变成气体的过程称为汽化。
固体直接变成气体的过程称为升华,反之称为固化。
物质在状态变化过程中,总是伴随着吸热或放热现象,这种形式统称为潜热,如熔解潜热、凝固潜热、汽化潜热、液化潜热、升华热和固化热。
在冷凝器中,制冷剂在高温和高压条件下放热而液化。
在蒸发器中,制冷剂在低温和低压条件下吸热而汽化。
在制冷技术中,制冷剂在蒸发器内不断吸收周围空气或水的热量,由液体变成气体,实际上这是沸腾,但****惯上常称为蒸发。
冷凝是汽化的相反过程,在一定的压力下,蒸气的冷凝温度与液体的沸点相等,汽化潜热与液化潜热的数值相等。
4、液化气体的性质
饱和温度和饱和压力
——在密闭容器里的液体,在气液未平衡时作无规则
的运动。其中一部分气体分子碰撞液面时,又回
到液体中去,一部分新的分子从液面上升到空间,
当两者达到平衡时,气空间的气体比容不再变化,
液体和它的蒸气处于动态平衡状态,蒸气的分子
数不再增加,这种状态称为饱和状态。此状态下
的蒸气称为饱和蒸气,饱和蒸气的温度称为饱和
温度,饱和蒸气的压力称为饱和压力。
4、液化气体的性质
过冷和过热
——在饱和压力的条件下,继续使饱和蒸气加热,使
其温度高于饱和温度,这种状态称为过热。这种
蒸气称为过热蒸气。饱和液体在饱和压力不变的
条件下,继续冷却到饱和温度以下称为过冷。这
种液体称为过冷液体。