制冷技術(shù)復(fù)習(xí)題

1、制冷技術(shù)復(fù)習(xí)題第一部分第1章 ：蒸汽壓縮式制冷的熱力學(xué)原理 1為什么說逆卡諾循環(huán)難以實(shí)現(xiàn)？蒸汽壓縮式制冷理想和實(shí)際循環(huán)為什么要采用干壓縮、膨脹閥？ 逆卡諾循環(huán)的傳熱過程為無溫差傳熱，而實(shí)際傳熱過程存在溫差。采用干壓縮-P6 （1）（2）采用膨脹閥-液態(tài)制冷劑膨脹過程膨脹功不大，而且機(jī)件小，摩擦損失又相對較大，為了簡化制冷裝置以及便于調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量，采用膨脹閥代替膨脹機(jī)。2對單級蒸汽壓縮制冷理論循環(huán)作哪些假設(shè)？與實(shí)際循環(huán)有何區(qū)別？ 1）理論循環(huán)假定：壓縮過程是等熵過程；節(jié)流過程是等焓過程；冷凝器內(nèi)壓降為零，出口為飽和液體，傳熱溫差為零，蒸發(fā)器內(nèi)壓降為零，出口為飽和蒸汽，傳熱溫差為零；

2、工質(zhì)在管路狀態(tài)不變，壓降溫差為零。 2）區(qū)別：實(shí)際壓縮過程是多變過程；冷凝器出口為過冷液體；蒸發(fā)器出口為過熱蒸汽；冷凝蒸發(fā)過程存在傳熱溫差tk=t+tk,to=t-to。3什么是制冷循環(huán)的制冷效率？制冷系數(shù)？COP值？什么是熱泵的供熱系數(shù)？ 制冷效率：理論循環(huán)制冷系數(shù)與理想循環(huán)制冷系數(shù)之比。制冷系數(shù)：制冷量與壓縮機(jī)耗功率之比。COP：實(shí)際制冷循環(huán)的性能系數(shù)，= 制冷量與輸入功率之比。熱泵的供熱系數(shù)：供熱量與壓縮機(jī)耗功率之比。4為什么要采用回?zé)嵫h(huán)？液體過冷，蒸汽過熱對循環(huán)各性能參數(shù)有何影響？ 畫出回?zé)崾秸魵鈮嚎s式制冷循環(huán)工作流程圖。 為了保證膨脹閥前的液態(tài)制冷劑有一定的過冷度同時保證進(jìn)入壓縮機(jī)

3、前的的氣態(tài)制冷劑有一定的過熱度常采用回?zé)嵫h(huán)。液體過冷蒸汽過熱會增加制冷能力，同時也會增加耗功量，因此理論制冷系數(shù)是否提高與制冷劑的熱物理性質(zhì)有關(guān)，一般對節(jié)流損失打的制冷劑如氟利昂是有利的，對氨則不利。5TO（蒸發(fā)溫度）TK（冷凝溫度）的變化對循環(huán)各性能參數(shù)有何影響？ 隨著冷凝溫度的降低和蒸發(fā)溫度的升高而升高，隨著冷凝溫度的升高和蒸發(fā)問的降低而降低。6為什么要采用雙級壓縮制冷？該循環(huán)的特點(diǎn)？ 為了減少過熱損失，常采用多級壓縮。特點(diǎn)：低壓飽和蒸汽險被壓縮至中間壓力P1，經(jīng)過冷卻再被壓縮至P2，直至壓縮至冷凝壓力，這樣不但降低了壓縮機(jī)的排氣溫度，而且可以減少過熱損失，減少總的耗功量，過低壓差越大，

4、節(jié)能效果越明顯。7一次節(jié)流，中間完全冷卻/中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)宜采用何種工質(zhì)？其P-H圖，T-S圖是怎么樣的？其制冷系數(shù)是多少？ 工質(zhì)：氨 制冷系數(shù)的推導(dǎo)過程：8如何確定兩級壓縮的中間壓力？ Pm=根號下P1P29. 為減少節(jié)流損失和過熱損失，蒸氣壓縮式制冷循環(huán)可以采哪些改善措施？（1） 采用再冷卻液態(tài)制冷劑可以減少節(jié)流損失（2） 采用膨脹機(jī)回收膨脹功可以降低所消耗的功率（3） 采用多級壓縮可以減少過熱損失10. 復(fù)疊式制冷裝置中低溫部分和高溫部分使用的制冷劑能對調(diào)嗎?為什么?不能。因?yàn)楦邷丶壷评鋭┑恼舭l(fā)溫度必須低于低溫級制冷劑的冷凝溫度才能保證復(fù)疊制冷循環(huán)的發(fā)生，不能對調(diào)。11.

5、 用壓焓圖分析說明，采用回?zé)嵫h(huán)是否一定能夠提高制冷循環(huán)的制冷系數(shù)？12.有一R22回?zé)嵯到y(tǒng)，為了降低壓縮機(jī)的排氣溫度，將一部分冷凝液體經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣管（如圖1所示），設(shè)回?zé)嵫h(huán)g的冷凝溫度為tk、蒸發(fā)溫度為to，制冷劑在蒸發(fā)器與冷凝器出口、壓縮機(jī)吸入口均為飽和狀態(tài)，試證明該回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)等于采用相同制冷劑R22且蒸發(fā)溫度為to、冷凝溫度為tk的基本理論制冷循環(huán)的制冷系數(shù)。并畫出該回?zé)嵫h(huán)的壓焓示意圖。12346578冷卻水壓縮機(jī)回?zé)崞髡舭l(fā)器節(jié)流閥節(jié)流閥冷凝器圖1113. 某制冷系統(tǒng)需制冷量40kW，采用 R22 壓縮制冷，工作條件如下： 蒸發(fā)溫度 t05 ,冷凝溫度 tk40 ,

6、再冷溫度 trc35,壓縮機(jī)吸氣溫度 tl10 ,試進(jìn)行理論制冷循環(huán)的熱力計(jì)算。 (參看課本例題和作業(yè)題)14. 某空調(diào)制冷系統(tǒng)，采用回?zé)崾秸魵鈮嚎s制冷理論循環(huán)。載冷劑為水。已知制冷劑的體積流量為0.0968m3/s。其工作條件為蒸發(fā)溫度0，蒸發(fā)器出口制冷劑為干飽和蒸氣；冷凝溫度為40，冷凝器出口為制冷劑飽和液體。制冷循環(huán)各狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)如右表。（1）該蒸氣壓縮制冷理論循環(huán)機(jī)組制冷量為多少？（2）如果冷凍水溫差為5，則冷凍水流量為多少？（參數(shù)見右表）15. 一理想制冷循環(huán)，被冷卻物的溫度恒為5，冷卻物的溫度恒為35，兩個傳熱過程的傳熱溫差均為5，試問：（a）逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)為多少？（b）

7、當(dāng)考慮溫差時，兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的制冷循環(huán)的制冷系數(shù)為多少？（c）制冷效率又為多少？16. 一臺R22制冷裝置，可從水冷冷凝器中旁通一股過熱蒸氣進(jìn)入蒸發(fā)器入口以實(shí)現(xiàn)容量控制，其壓焓圖如圖1-26所示。（1）請根據(jù)壓焓圖繪制該裝置的工作流程圖。（2）已知：壓縮機(jī)的蒸氣循環(huán)量為0.5kg/s，其他數(shù)據(jù)如圖所示，試計(jì)算該裝置在沒有熱氣旁通時的制冷量和制冷系數(shù)。（3）在容量調(diào)節(jié)時，若蒸氣旁通量為壓縮機(jī)循環(huán)量的20%，且旁通蒸氣的比焓h6=417.1kJ/kg，請計(jì)算此時該裝置的制冷量和制冷系數(shù)。（4）根據(jù)計(jì)算結(jié)果評述該容量調(diào)節(jié)方式的優(yōu)缺點(diǎn)。17. 將一級節(jié)流、中間不完全冷卻的雙級壓縮制冷循

8、環(huán)表示在lg p-h和T-s圖上，并推導(dǎo)該循環(huán)的理論制冷系數(shù)th 的計(jì)算公式。第2章 ：制冷劑、載冷劑和潤滑油 1.對制冷劑、載冷劑有什么要求？ 對制冷劑 ： 熱力學(xué)性質(zhì)：制冷效率高，壓力適中，單位容積制冷能力大，臨界溫度高。 物理化學(xué)性質(zhì)：與潤滑油的互溶性，導(dǎo)熱系數(shù)、放熱系數(shù)高，密度、粘度小，相容性好 環(huán)境友好性能：ODP低、GWP低、大氣壽命短等。其他：制冷劑應(yīng)無毒、不燃燒、不爆炸且廉價易購。對載冷劑：物理化學(xué)性質(zhì)要求：（1）在使用溫度范圍內(nèi)，不凝固、不氣化；（2）無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，對金屬不腐蝕；（3）比熱大，輸送一定冷量所需流量??；（4）密度小，粘度小，可減少流動阻力，降低循環(huán)泵消耗功

9、率；（5）導(dǎo)熱系數(shù)大，可減少換熱設(shè)備傳熱面積；（6）來源充足，價格低廉。2.常用的制冷劑、載冷劑有哪些？各自有什么特性？ 制冷劑又稱制冷工質(zhì)，是制冷循環(huán)的工作介質(zhì)，利用制冷劑的相變來傳遞熱量，既制冷劑在蒸發(fā)器中汽化時吸熱，在冷凝器中凝結(jié)時放熱。當(dāng)前能用作制冷劑的物質(zhì)有80多種，最常用的是氨、氟里昂、水和少數(shù)碳?xì)浠衔锏?。（特性）常用載冷劑有：水、鹽水、乙二醇或丙三醇等有機(jī)物的水溶液。（特性）3.什么叫CFC？對臭氧層有何作用？ CFC：全鹵化氯氟烴。如R11和R12等對大氣臭氧層破壞嚴(yán)重。4.蒙特利爾議定書中規(guī)定哪些制冷劑要被禁用？ CFCs（R11和R12）和HCFCs（R22、R123）等

10、。5.什么叫共沸/非共沸制冷劑？ 共沸：在給定壓力下其蒸發(fā)溫度或者冷凝溫度為定值。非共沸：在給定壓力下不存在單一的蒸發(fā)溫度或冷凝溫度。6.潤滑油的功能是什么？與制冷劑是何種關(guān)系（互溶/不溶）？ 功能：1）減少摩擦；2）帶走摩擦熱；3）減少制冷劑泄露；4）消聲降噪。分為有限溶于制冷劑和無限溶于制冷劑兩大類。7. 制冷劑的單位容積制冷量對制冷裝置有何影響？ 制冷劑單位容積制冷量越大，產(chǎn)生一定冷量時所需制冷劑的循環(huán)量越小，可以減少壓縮機(jī)的尺寸。一般對于大中型制冷壓縮機(jī)而言希望制冷劑單位容積制冷量大，而對于小型制冷壓縮機(jī)或者離心式制冷壓縮機(jī)而言有時尺寸太小反而引起制造上的困難，因此要求單位容積制冷能力

11、小一些比較合理。8 .何謂“冰塞”？如何防止？哪些制冷劑可能產(chǎn)生“冰塞”現(xiàn)象？不同制冷劑溶解水的能力不同。氨可以溶解比它本身大許多倍的水，生成的溶液冰點(diǎn)比水的冰點(diǎn)低，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷系統(tǒng)中不會引起結(jié)冰而堵塞通道。氟利昂很難與水溶解，烴類制冷劑也難溶解于水。例如，在25時，水在R134a液體中只能溶解0.11%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。當(dāng)制冷劑中的水的含量超過上述百分?jǐn)?shù)時，就會有純水存在。當(dāng)溫度降到0以下時，水就會結(jié)成冰，堵塞節(jié)流閥或毛細(xì)管的通道，形成“冰堵”，致使制冷劑不能正常工作 因此，氟利昂制冷劑可能產(chǎn)生冰塞現(xiàn)象。9. 用空氣、水或鹽水作載冷劑（冷媒）時各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？空氣：優(yōu)點(diǎn)：流動阻力小，導(dǎo)熱系數(shù)

12、小，來源充足；缺點(diǎn)：比熱小。水：優(yōu)點(diǎn)：比熱大；缺點(diǎn)：只能適用于高于0度的條件鹽水：優(yōu)點(diǎn)：比熱大，溫度適用范圍比水大；缺點(diǎn)：易造成管材腐蝕。10. 常用的制冷系統(tǒng)管材？各適用的制冷劑？ 答：常用的制冷系統(tǒng)管材有：無縫鋼管，紫銅管和黃銅管。 適用對象 無縫鋼管：氨，二氧化碳 紫銅管和黃銅管：氟利昂，二氧化碳第三章：制冷壓縮機(jī) 1.常見的制冷壓縮機(jī)的分類？特點(diǎn)？工作原理？ 答：根據(jù)制冷壓縮機(jī)的工作原理，可分容積式和離心式兩大類。在容積型壓縮機(jī)中，氣體壓力靠可變?nèi)莘e被強(qiáng)制縮小來提高，常用的容積型壓縮機(jī) 有往復(fù)式活塞式壓縮機(jī)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)及滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)。在離心式壓縮機(jī)中，氣體壓力表的提高

13、是由氣體的動能轉(zhuǎn)化而來，常用的有離心式壓縮機(jī)。2.開啟式、半封閉式、全封閉式壓縮機(jī)有何異同？ 答：在結(jié)構(gòu)上來說，開啟式壓縮機(jī)與原動機(jī)分裝，容易拆修；半封閉式壓縮機(jī)的電機(jī) 外殼和壓縮機(jī)曲軸箱構(gòu)成一個密閉空間，從而取消軸封裝置，并且可以利用吸入低溫蒸汽來冷卻電機(jī)繞組，改善了電動機(jī)的冷卻條件，然而壓縮機(jī)部分可拆裝的，這樣是便于壓縮機(jī)的檢修；全封閉式壓縮機(jī)的壓縮與電動機(jī)共用一個主軸，二者組裝在一個剛制殼內(nèi)，電動機(jī)在吸入蒸汽冷卻下運(yùn)動。結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、多用于冰箱和小型空氣調(diào)節(jié)機(jī)組。 3.為什么活塞式壓縮機(jī)會有余隙容積？它對壓縮機(jī)性能有何影響？能不能消除？ 答：活塞式制冷壓縮機(jī)的余隙容積是因?yàn)樵跉飧着c氣

14、閥和活塞與氣缸之間存在著間隙，余隙是不可消除的，因?yàn)橛嘞度莘e的存在是為了防止活塞和氣缸產(chǎn)生過大的撞擊而造成的事故，余隙容積的存在可以使壓縮機(jī)高壓端吸入的蒸汽比容增大，減少蒸汽的吸入量，因此，余隙容積的存在增加了壓縮機(jī)的工作效率。4.影響壓縮機(jī)輸氣系數(shù)的主要因素有哪些？ 答：影響壓縮機(jī)輸氣系數(shù)的主要原因有：一、余隙容積的影響；二、吸排阻力的影響；三、吸入過熱蒸汽的影響；四、泄漏的影響。5.什么是指示功率？軸功率？什么是總效率？答：由原動機(jī)到壓縮機(jī)主軸上的功率稱為軸功率Ne，其中一部分直接用于壓縮氣體，稱為指示功率ni；總效率是指指示效率與機(jī)械效率的乘積稱為壓縮的軸效率ne=ni.nm。 6.活塞

15、式制冷機(jī)和螺桿式制冷壓縮機(jī)各自是如何進(jìn)行冷量調(diào)節(jié)？答：活塞式制冷機(jī)是根據(jù)運(yùn)行條件的變化，通過頂桿啟閥機(jī)構(gòu)改變壓縮機(jī)工作氣缸的數(shù)目，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷量的目的。 螺桿式制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)多采用滑閥調(diào)節(jié)，其基本原理是通過滑閥的移動使壓縮機(jī)陽、陰轉(zhuǎn)子齒間的工作容積，在齒間接觸線從吸氣端向排氣端移動的前一段時間內(nèi)，仍與吸氣口相通，使部分氣體回流至吸氣口，即減少了螺桿有效工作長度達(dá)到能量調(diào)節(jié)的目的。 7.什么是螺桿式壓縮機(jī)的陰/陽轉(zhuǎn)子？噴油有何作用？ 答：螺桿式制冷壓縮機(jī)是靠一對互相嚙合的轉(zhuǎn)子（螺桿）來工作的，轉(zhuǎn)子表面是螺旋形，主動轉(zhuǎn)子端面上的齒形為凸形（即陽轉(zhuǎn)子亦是功率輸入轉(zhuǎn)子），從動轉(zhuǎn)子端面上的齒形是凹

16、的（即為陰轉(zhuǎn)子）。 噴油的作用是冷卻氣缸壁，降低排氣溫度，潤滑轉(zhuǎn)子，并在轉(zhuǎn)子及氣缸壁面之間形成油膜密封，減小機(jī)械噪聲。 8.單螺桿式壓縮機(jī)與雙螺桿壓縮機(jī)的性能如何？ 答：單螺桿式壓縮機(jī)是在雙螺桿式制冷壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上，不斷改進(jìn)、完善，形成一個新機(jī)種。其結(jié)構(gòu)類似機(jī)械傳動的蝸輪蝸桿，但其作用不是機(jī)械傳動，而是用來壓縮氣體。單螺桿工作過程與容積式壓縮機(jī)類似，有吸氣、壓縮、排氣三個過程，也采用滑閥進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，容量可在10%100%的范圍內(nèi)進(jìn)行無級調(diào)節(jié)。 雙螺桿式壓縮機(jī)是通過一對互相嚙合的螺桿來工作的，因此，在運(yùn)行時產(chǎn)生較大的軸向力，必須采用平衡措施，通常在兩轉(zhuǎn)子的軸上設(shè)置推力軸承。另外，陽轉(zhuǎn)子上軸向力

17、較大，還要加裝平衡活塞予以平衡。其工作過程是隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，吸、排氣口可按需要準(zhǔn)確地使轉(zhuǎn)子的齒槽和吸、排氣腔連通或隔斷，周期性地完成進(jìn)氣、壓縮、排氣過程。能力調(diào)節(jié)的范圍也是10%100%，且為無級調(diào)節(jié)，當(dāng)制冷量為50%以上時，功率消耗與制冷量近似正比關(guān)系，而在低負(fù)荷下運(yùn)行則功率消耗較大。9. 離心式制冷壓縮機(jī)的工作原理是什么？何謂離心式壓縮機(jī)的喘振？如何避免？答：離心式壓縮機(jī)是靠電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時帶動葉輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力的作用，使低壓氣態(tài)制冷劑從側(cè)面的吸入口被吸入，因高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使其氣體獲得極大的動能從葉輪流出，通過擴(kuò)壓器使其流速降低，隨著斷面的增大，能量的轉(zhuǎn)變，使氣體獲得較大的壓能而壓力

18、升高，直至排出。 喘振是離心式空壓機(jī)運(yùn)行在某一工況下產(chǎn)生的特有現(xiàn)象。當(dāng)進(jìn)入空壓機(jī)的空氣流量不能使空壓機(jī)產(chǎn)生足夠的壓力,以至于外部系統(tǒng)(外部管路)的壓力大于空壓機(jī)內(nèi)部的壓力,導(dǎo)致逆止閥關(guān)閉。這時,空壓機(jī)沒有輸出,空氣在空壓機(jī)內(nèi)部積累,壓力不斷增加,直到積蓄的壓力大于外部系統(tǒng)的壓力時,空壓機(jī)內(nèi)部壓力沖開逆止閥排出。氣體排出后由于沒有足夠的空氣使空壓機(jī)維持連續(xù)的輸出,空壓機(jī)內(nèi)部壓力下降,逆止閥關(guān)閉,空氣重新在空壓機(jī)內(nèi)部積累,直到積累的壓力足夠時,再次排出,如此反復(fù),導(dǎo)致輸出的壓力和電機(jī)負(fù)荷劇烈波動、逆止閥頻繁動作,機(jī)器發(fā)出砰砰的聲音,這種現(xiàn)象就叫喘振。當(dāng)需要壓縮機(jī)的制冷量調(diào)節(jié)到喘振點(diǎn)以下時，從壓縮機(jī)

19、出口引出一部分氣態(tài)制冷劑，不經(jīng)冷凝直接旁流至壓縮機(jī)吸氣管，這樣，既可以減少通入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以減少制冷量，又不致使壓縮機(jī)的輸氣量過小，從而防止喘振發(fā)生。10. 一個制冷系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中，由于冷卻塔換熱效率下降，導(dǎo)致冷卻水進(jìn)入冷凝器的溫度升高，假設(shè)蒸發(fā)溫度t0不變，請分析由于冷卻水溫度升高導(dǎo)致制冷機(jī)性能將發(fā)生怎樣的變化冷凝溫度升高，冷凝壓力升高，制冷量不變，但耗功量增大，制冷系數(shù)減小。11.壓縮機(jī)的工況變化后，為什么其軸功率和制冷量會發(fā)生變化 ?工況變化后，冷凝溫度或蒸發(fā)溫度會發(fā)生變化，各狀態(tài)點(diǎn)的焓值也會發(fā)生變化，對應(yīng)的制冷量或者耗功量也會隨焓值的變化而變化。12. 在單級蒸氣壓縮制冷系

20、統(tǒng)中，忽略冷凝器和蒸發(fā)器的沿程阻力和局部阻力，已知：壓縮機(jī)電機(jī)頻率為50Hz時的理論輸氣量=0.1m3/s，容積效率=0.8，壓縮過程的指示效率=0.9，且=0.85；其他條件如圖3-45所示（圖中12s與56s為等熵壓縮過程）。計(jì)算回答下列問題：（1）忽略蒸發(fā)器至壓縮機(jī)之間的吸氣管阻力，其制冷循環(huán)為123 41。計(jì)算該系統(tǒng)的制冷量01、電機(jī)輸入功率、制冷系數(shù)。（2）考慮蒸發(fā)器至壓縮機(jī)之間的吸氣管阻力，其制冷循環(huán)變?yōu)?63415，設(shè)壓縮機(jī)容積效率、指示效率以及電機(jī)及其傳動過程的綜合效率不變，請問此時該系統(tǒng)的制冷量02、電機(jī)輸入功率以及制冷系數(shù)又各為多少？（3）設(shè)壓縮機(jī)的理論輸氣量正比于電機(jī)頻率，欲使01=02，請問此時電機(jī)的運(yùn)行頻率應(yīng)調(diào)整為多少Hz？第五章：節(jié)流機(jī)構(gòu)、輔助設(shè)備、控制儀表各閥門 1.節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用？ P1232.幾種常見的膨脹閥結(jié)構(gòu)？工作原