第三篇 船舶制冷装置和空气调节装置 第十一章 船舶制冷装置 理想气体热机循环 正循环（热机循环） 1.卡诺循环 2.奥托循环 3.狄塞尔循环 逆循环（制冷机循环 ） 逆循环（致冷机循环 ） 三种循环效率的比较 第一节 概述 第二节 蒸汽压缩式制冷装置的工作原理 第三节 制冷剂、载冷剂和冷冻机 第四节 制冷压缩机 第五节 冷凝器和蒸发撂， 第六节 制冷装置的辅助设备， 第七节 制冷装置的自动化元件 第八节 船舶伙食冷库 第九节 船舶制冷装置实例 第十节 船舶制冷装置的管理 复习思考题 吸收式制冷和蒸气压缩制冷都是利用制冷剂的气化潜热制取冷量的。下图为两者工作原理的比较图。 吸收式制冷机和蒸气压缩是制冷机都是利用制冷剂的气化潜热制取冷量的。下图为两者工作原理的比较图。 制冷剂压焓图 ① ⑤ ④ ③ ② 单级蒸汽压缩制冷的理论循环 ?工作过程： 单级蒸气压缩式制冷系统如下图1所示。它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。其工作过程如下：制冷剂在蒸发压力下沸腾， 蒸发温度低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气，并将它压缩到冷凝压力， 然后送往冷凝器，在冷凝压力下等压冷却和冷凝成液体，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质（通常是水或空气） 与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度，冷凝后的液体通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器。 当制冷剂通过膨胀阀时，压力从冷凝压力降到蒸发压力，部分液体气化，剩余液体的温度降至蒸发温度，于是离开膨胀阀的制冷剂变成温度为蒸发温度的两相混合物。 混合物中的液体在蒸发器中蒸发，从被冷却物体中吸取它所需要的气化潜热。混合物中的蒸气通常称为闪发蒸气，在它被压缩机重新吸入之前几乎不再起吸热作用 。 2.单级蒸气压缩制冷的实际循环及热力计算 在整个循环过程中: 压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中低压力、冷凝器中高压力的作用，是整个系统的心脏； 节流阀对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量； 蒸发器是输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量，从而达到制取冷量的目的； 冷凝器是输出热量的设备，从蒸发器中吸取的热量连同压缩机消耗的功所转化的热量的冷凝器中被冷却介质带走。 根据热力学第二定律， 压缩机所消耗的功（电能）起了补偿作用，使制冷剂不断从低温物体中吸热，并向高温物体放热，从而完整个制冷循环。 各部件的作用 压缩机: 压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发器中低压、冷凝器中高压，是整个系统的心脏。提高制冷剂蒸汽的露点。 冷凝器: 是输出热量的设备，将制冷剂在蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量排放给冷却介质。 节流阀: 对制冷剂起节流降压作用，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。降低制冷剂液体的沸点。 蒸发器: 是输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却对象的热量，从而达到制冷的目的。 －30℃ 大气+30℃ +40℃ －16℃ －30℃ 低温饱和气体 低温过热气体 蒸发器 膨胀阀 电磁阀 视镜 过滤器 冷凝器 过热（过冷）器 节流机构是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。 常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。 机构 january 2004 武汉理工大学 能源与动力工程学院 wangke 特征 （1）P-V 图中循环过程沿顺时针方向进行。 （2）工质经一循环从高温热源吸热Q1( 0),在低温热源放热Q2(绝对值), 对外输出净功A( 0)； （3）经一循环工质内能不变，其所吸收的热量不能100%地转化为有用功。 ,净功 或 ????????????????????????????????? 热机循环效率 A-高温热源 B-锅炉 C-泵 D-气缸 E-低温热源 热机工作示意图 在研究提高热机效率的过程中，法国工程师萨迪.卡诺提出一种理想热机循环，称为卡诺循环。该循环过程由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成。 理想化的汽油内燃机循环过程 吸气过程(A--B) 压缩冲程(B--C绝热压缩) 点燃过程(C--D等体过程),做功过程(D--E绝热膨胀过程) 排气过程(E--B--A) 理想的柴油内燃机循环过程 （1）吸气过程（A-- B） （2）压缩过程（B-- C;绝热压缩） （3）柴油燃烧等压加热（C-- D) 绝热膨胀（D-- E）对外做功 （4）等容放热排气(E-- B-- A). 制冷系数 特征 (1)P-V 图中过程逆时针方向进行。 (2)工质经一循环，外界必须对系统作功，系统从低温热源吸热Q2，向高温热源放热Q1（绝对值），使低温热源温度更低。 致冷系数 致冷效能的标志之一。 C--节流阀? B--冷凝器? D--冷库?? E--压缩机 特征 (1)P-V 图中过程逆时针方向进行。 (2)工质经一循环，外界必须对系统作功，系统从低温热源吸热Q2，向高温热源放热Q1（绝对值），使低温热源温度更低。 致冷系数 致冷效能的标志之一。 工质从低温热源（冷库）?吸热愈多，外界对工质作功愈少，致冷性能愈好。 设三种循环中进入气缸的气体(γ==1.40)温度同为298K,压强同为1.013 ×105Pa,由于材料的限制,气缸允许的最高温度为1973K,已知卡诺循环的等温膨胀比(VE/VB)=2;奥托循环的绝热压缩比(VB/VC)=6;狄塞尔循环的绝热压缩比(VB/VC)=20,请比较三种循环效率哪一种最高? 计算上述三种循环所达到的最高压强为 (1)卡诺循环最高压强PD=PE(VE/VD)=746PB(VE/VD)=1492PB (2)奥托循环最高压强PD=TD(PC/TC)= =39.7PB (3)狄塞尔循环最高压强为PD 比较上述三种情况,在进气压强和温度相同,气缸所允许的最高温度也相同的条件下,气缸允许的 最高压强:P卡 P狄 P奥 热机效率:η卡 η狄 η奥 制冷装置 [汉英船舶大词典] refrigerating plant 制冷装置 [汉英机械大词典] refrigerating unit 第十一章 船舶制冷装置 marine refrigerating plant 第一节 概述 要求掌握："制冷"的定义；蒸气压缩式制冷系统组成，制冷循环及制冷机特性的理论分析。专业术语（如制冷量、单位质量制冷量、单位体积制冷量等）；单级蒸气压缩式制冷循环的特点及工作过程，压焓图，理论制冷循环的定义和热力计算，影响实际制冷循环的因素，蒸发温度和冷凝温度的变化对单级蒸气压缩式制冷机性能的影响，制冷剂和载冷剂的定义、性质和使用的温度范围；双级压缩制冷循环中最常见的两种循环方式的流程和热力计算，中间压力的确定；复叠式制冷循环的流程和热力计算。 第十一章
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