熱力設(shè)備認(rèn)識(shí)

熱力設(shè)備認(rèn)識(shí)來(lái)進(jìn)展起來(lái)的型動(dòng)力裝置,具有功率大、重量輕、體積小的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和艦艇發(fā)動(dòng)機(jī),近年來(lái)慢慢被應(yīng)用于發(fā)電及其它部門(mén)。

如圖4所示。

圖4燃?xì)廨啓C(jī)裝置示意圖燃?xì)廨啓C(jī)裝置由壓氣機(jī)、燃燒室及渦輪機(jī)〔透平〕三局部組成。

它的工質(zhì)亦是燃料燃燒生成的燃?xì)狻?/p>

工作時(shí),從大氣中吸入的空氣,然后在壓氣機(jī)中對(duì)空氣壓縮提高其溫度和壓力。

壓縮后的空氣送入燃燒室,一局部空氣和噴入的燃料一起燃燒,另一局部用來(lái)和高溫燃?xì)饣旌弦越档推錅囟?使工質(zhì)溫度和燃?xì)廨啓C(jī)葉片允許的最高工作溫度相適合。

然后工質(zhì)流入渦輪機(jī)在其中膨脹而推動(dòng)轉(zhuǎn)子作出機(jī)械功,其工作原理與汽輪機(jī)一樣,作功后的廢氣則直接排到大氣中。

還有一種燃?xì)廨啓C(jī)裝置,它以氦或氫作工質(zhì),在壓縮升壓后承受外部加熱工質(zhì),使之膨脹作功,然后工質(zhì)在冷卻器中放熱從而完成工作循環(huán)。

這類裝置稱為閉式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)裝置,相應(yīng)地前一種可稱為開(kāi)式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)裝置。

由于在定壓加熱燃?xì)廨啓C(jī)裝置中,排氣灄度往往高于燃燒室進(jìn)口處高壓空氣的溫度,因此可以承受回?zé)崞?用燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫廢氣預(yù)熱供入燃燒室的高壓空氣,以削減燃料消耗,提高熱效率。

這種循環(huán)稱為燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)嵫h(huán)。

如圖5所示。

圖5燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)嵫h(huán)示意圖另外,為了提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率,增加輸出凈功。

可承受多級(jí)壓縮中間冷卻的回?zé)嵫h(huán)和具有多級(jí)膨脹及中間再熱的回?zé)嵫h(huán)。

但這種循環(huán)的裝置構(gòu)造簡(jiǎn)潔、體積浩大,故適用意義不大,這里不在贅述。

制冷裝置在熱力工程領(lǐng)域,除了各種熱能動(dòng)力裝置外,還有一類重要的熱力裝置,它用于實(shí)現(xiàn)由溫度較低的物體吸出熱量而放給溫度較高的自然環(huán)境,從而使物體的溫度降低到環(huán)境溫度以下并維持其溫度為低溫,稱為制冷裝置。

這里所說(shuō)的制冷是相對(duì)于環(huán)境溫度而言的。

一桶開(kāi)水置于空氣中,慢慢冷卻成常溫水,這一過(guò)程是自發(fā)地傳熱降溫,不是制冷。

只有用確定的方式將水冷卻到環(huán)境溫度以下,才可稱為制冷。

制冷裝置中使用的工作介質(zhì)稱為制冷劑,制冷劑在制冷機(jī)中循環(huán)流淌,不斷地與外界發(fā)生能量交換,即不斷地從被冷卻對(duì)象中吸取熱量,向環(huán)境介質(zhì)排放熱量,制冷劑的狀態(tài)發(fā)生變化,這種綜合過(guò)程稱為制冷循環(huán)。

為了實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán),必需消耗能量,該能量可以是機(jī)械能、電能、熱能、太陽(yáng)能及其它形式的能量。

制冷方法可分為輸入功實(shí)現(xiàn)制冷和輸入熱量實(shí)現(xiàn)制冷,電冰箱、空調(diào)器等都是輸入功實(shí)現(xiàn)制冷。

制冷機(jī)從低溫?zé)嵩次鼰?向高溫?zé)嵩捶艧?制冷機(jī)消耗功,如圖6所示,這是一個(gè)逆卡諾循環(huán),或稱逆向循環(huán)〔卡諾循環(huán)是從高溫?zé)嵩次鼰?向低溫?zé)嵩捶艧帷?/p>

逆向循環(huán)不僅可以用來(lái)制冷,還可以把熱能釋放給某物體或空間,使之溫度上升。

作為后一種逆向循環(huán)系統(tǒng)稱為熱泵。

制冷機(jī)和熱泵在熱力學(xué)上并無(wú)區(qū)分,由于他們的工作循環(huán)都是逆向循環(huán),區(qū)劇僅在于使用目的。

逆向循環(huán)具有從低溫?zé)嵩次鼰?、向高溫?zé)嵩捶艧岬奶攸c(diǎn)。

當(dāng)使用目的是從低溫?zé)嵩次崃繒r(shí),系統(tǒng)稱為制冷機(jī),如電冰箱;當(dāng)使用目的是向高溫?zé)嵩瘁尫艧崃繒r(shí),系統(tǒng)稱為熱泵。

在許多場(chǎng)合,同一臺(tái)機(jī)器在一些時(shí)候作制冷機(jī)用,在另一些時(shí)候作熱泵用,如空調(diào)器,夏季冷卻,冬季加熱。

圖6制冷劑示意圖制冷裝置依據(jù)所用工質(zhì)不同可分為空氣壓縮制冷裝置和蒸汽壓縮制冷裝置。

蒸汽壓縮制冷裝置是最常用的一種制冷設(shè)備。

其工質(zhì)是***里昂或氨等。

圖7為蒸汽壓縮制冷裝置簡(jiǎn)圖。

圖7蒸汽壓縮制冷裝置工質(zhì)的低壓蒸汽先在壓縮機(jī)中被壓縮而提高壓力溫度,然后工質(zhì)被送往冷凝器,在冷凝器中,工質(zhì)向冷卻水放熱而分散成高壓的液體。

最終讓液態(tài)工質(zhì)通過(guò)節(jié)流閥節(jié)流降壓而使其溫度降到所需的低溫。

當(dāng)把低溫工質(zhì)送入蒸發(fā)器中吸熱汽化時(shí),就可以在蒸發(fā)器四周的冷藏庫(kù)中造成低溫,以利用來(lái)冷凍制冰或生產(chǎn)低溫介質(zhì)。

吸熱后,工質(zhì)汽化而成為低壓蒸汽并從蒸發(fā)器流出。

于是工質(zhì)的低壓蒸汽又被送住壓縮機(jī)壓縮升壓,重復(fù)上述循環(huán)過(guò)程。

電冰箱:壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器。

制冷劑〔常用12〕經(jīng)壓縮機(jī)送到冷凝器,冷凝成液體后經(jīng)毛細(xì)管節(jié)流進(jìn)入箱體的蒸發(fā)器中,吸取箱的熱量,蒸發(fā)成低壓氣體,然后再回到壓縮機(jī),完成一個(gè)循環(huán)。

空調(diào)器:壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、把握器。

空調(diào)器可分為窗式、立柜式、分體式多種。

分體式空調(diào)是將壓縮機(jī)、冷凝器等組裝成冷凝機(jī)組置于室外,將蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)與把握元件等構(gòu)成冷風(fēng)箱置于室。

這種空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是嗓聲低、散熱好、形狀美觀。

四、試驗(yàn)報(bào)告簡(jiǎn)述各種熱力設(shè)備的工