《制冷原理与设备》课程教学大纲

《制冷原理与设备》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：050028课程名称：制冷原理与设备英文名称：PrinciplesandEquipmentofRefrigeration课程类别：专业课学时：58学分：3.0适用对象:热能与动力工程专业考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30%。先修课程：工程热力学、传热学、流体力学二、课程简介本课程系是热能与动力工程专业的一门专业课，旨在向学生系统介绍制冷原理和制冷装置，使学生掌握各种制冷循环的组成、特点及热力计算方法，并以蒸汽压缩式制冷为主线进行讲解，原理部分侧重理论分析，设备部分则侧重讲解各种制冷设备的结构、特点及选型计算，同时也为学生进一步学习其它专业课程打下基础。PrinciplesandEquipmentofRefrigerationisoneofprofessioncourseaboutThermalPowerengineering.Inthiscourse,therefrigerationprincipleandrefrigerationequipmentintroducedtostudents.Studentwillcommandthecharacteristicinkindsofrefrigerationcycle,thermodynamicscalculation.andusedthesteamcompressRefrigerationsystemtoexplainindetail.theprinciplepartlaysemphasisthetheoriesanalyzes,equipmentstheconstruction,characteristicsthatpartthenlayemphasistoexplainindetailthecoldequipmentsineverykindofsystemandchoosethetypecompute.三、课程性质与教学目的制冷原理是热能与动力工程专业的主干课程。目的是使学生掌握人工制冷的各种方法、原理、系统和设备。为将来从事制冷技术方面的产品开发、科学研究、工程规划、以及制冷空调工程装置的运行管理打下系统制冷技术基础。由于制冷空调系统与设备在楼宇建筑的公用设施中占重要地位，建筑环境与设备工程专业培养公用设备的工程技术人员，其要求的知识面涵盖了制冷技术方面。四、教学内容及要求绪论(一)目的与要求了解本课程研究对象、学习目的和要求；了解制冷技术的发展概况及应用。(二)教学内容主要内容有本课程的研究对象，制冷及制冷技术的领域划分，制冷技术的研究内容和理论基础，制冷技术在各行各业中的应用，制冷技术发展概况。基本概念和知识点：制冷，制冷技术的研究内容和理论基础问题与应用（能力要求）制冷的定义，制冷技术领域的划分。课后练习要求学生课外广泛查阅相关文献，了解制冷技术的应用和制冷技术最新发展概况。(四)教学方法与手段本章的教学方法与手段是以讲授为主，课堂讨论和提问相结合。第一章制冷方法(一)目的与要求1．了解普冷范围几种制冷方法的基本原理及热力学特性；2．重点掌握制冷的热力学基础。(二)教学内容第一节各种制冷方法1．主要内容有蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附制冷、热电制冷、涡流管制冷等制冷方法的基本原理及热力学特性。2．基本概念和知识点：蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附制冷、热电制冷、涡流管制冷等制冷方法的基本原理。3．问题与应用（能力要求）在普冷领域有哪些常用的制冷方法?第二节制冷的基本热力学原理1．主要内容有机械能、电能或热能驱动的制冷机的能量转换关系以及制冷机的性能系数、制冷循环的热力完善度。2．基本概念和知识点：制冷机的性能系数、制冷循环的热力完善度。3．问题与应用（能力要求）制冷机的性能系数、制冷循环的热力完善度为什么能反映制冷循环经济性？第三节热泵主要内容有热泵的定义、性能指标，热泵系统组成及工作原理。基本概念和知识点：热泵的定义、性能指标，热泵系统工作原理。问题与应用（能力要求）热泵及其性能指标。课后练习要求学生课外查阅相关文献，了解制冷技术最新发展概况，提高学习本课程的兴趣。(四)教学方法与手段本章的教学方法与手段是以讲授为主，课堂讨论和提问相结合，并观看制冷方法的Flash动画演示，加深对本章知识的认识。第二章单级蒸气压缩式制冷循环(一)目的与要求1．重点掌握蒸气压缩式制冷的理论循环过程及热力计算；2．掌握单级蒸汽制冷循环的热力特性分析；3．掌握液体制冷剂的过冷和回气过热；4．掌握蒸气压缩式制冷的实际循环过程。(二)教学内容第一节单级蒸气压缩式制冷的理论循环1．主要内容有单级蒸气压缩式制冷系统与循环，压焓图及温熵图，制冷循环过程在压焓图上的表示，单级蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算。2．基本概念和知识点：单级蒸气压缩式制冷理论循环、在压焓图上的表示、热力计算方法。3．问题与应用（能力要求）掌握单级蒸气压缩式制冷理论循环过程及其热力计算方法。第二节单级蒸气压缩式制冷的实际循环1．主要内容有液体过冷对循环性能的影响，蒸汽过热对循环性能的影响，气-液热交换器（回热器）对循环性能的影响，热交换及压力损失对循环性能的影响，不凝气体对循环性能的影响，单级蒸气压缩式实际制冷循环过程及在压焓图上的表示。2．基本概念和知识点：液体过冷、蒸汽过热、气-液热交换器（回热器）、热交换及压力损失、不凝性气体对循环性能的影响，单级蒸气压缩式实际制冷循环。3．问题与应用（能力要求）液体过冷、蒸汽过热、气-液热交换器（回热器）、热交换及压力损失、不凝气体对循环性能有哪些影响？单级蒸气压缩式实际制冷循环在压焓图上的表示。第三节单级蒸气压缩式制冷机的性能与工况1．主要内容有单级蒸汽压缩式制冷机的性能，蒸发温度对循环性能的影响，冷凝温度对循环性能的影响，制冷机工况及介绍有关国家标准规定的工况。2．基本概念和知识点：蒸发温度对循环性能的影响，冷凝温度对循环性能的影响，制冷机工况3．问题与应用（能力要求）单级蒸汽制冷理论循环的特性分析。第四节单级蒸气压缩混合工质制冷循环1．主要内容劳仑兹循环及其性能计算，单级蒸汽压缩混合工质制冷循环。2．基本概念和知识点：劳仑兹循环，单级蒸汽压缩混合工质制冷循环3．问题与应用（能力要求）劳仑兹循环，单级蒸汽压缩混合工质制冷循环的意义。(三)实践环节与课后练习设置“制冷原理及系统认识实验”，通过模拟的制冷系统，对制冷循环进行现场演示，使学生对整个制冷过程有一个直观的感性认识，并对主要换热设备冷凝器和蒸发器的热交换过程进行直接的观察。培养学生实际动手能力以及分析和解决实际问题的能力。课外要求学生广泛阅读文献，既为课堂讨论做准备，更能使其拓展和加深所学知识。(四)教学方法与手段本章的教学方法与手段是以讲授为主，课堂讨论和提问相结合，并观看单级蒸气压缩式制冷循环的Flash动画演示，加深对本章知识的理解。第三章制冷剂(一)目的与要求1．掌握常用制冷剂的种类、代号、性质；2．掌握常用制冷剂的热力特性及选择方法；3．了解环保型制冷剂的最新研究进展及应用情况；4．了解常用的载冷剂及其性质。(二)教学内容第一节制冷剂概述1．主要内容有制冷剂的种类和符号表示，选择制冷剂时对其性质要求方面的考虑。2．基本概念和知识点：制冷剂的种类和符号表示。3．问题与应用（能力要求）了解制冷剂的种类，掌握常用制冷剂的符号表示。第二节制冷剂的性质1．主要内容有环境影响指标ＯＤＰ、ＧＷＰ，热力性质及其对制冷循环的影响，制冷剂的粘性、导热性、比热容，制冷剂与润滑油的溶解性，其它物理、化学性质如电绝缘性燃烧性和爆炸性、毒性、溶水性、热稳定性，化学稳定性等。2．基本概念和知识点：环境影响指标ＯＤＰ、ＧＷＰ，热力性质及其对制冷循环的影响，制冷剂的粘性、导热性、比热容，制冷剂与润滑油的溶解性，其它物理、化学性质。3．问题与应用（能力要求）环境影响指标ＯＤＰ、ＧＷＰ，热力性质及其对制冷循环的影响。第三节混合制冷剂1．主要内容有混合制冷剂及其分类，非共沸混合制冷剂、共沸混合制冷剂的种类、特点、应用。2．基本概念和知识点：非共沸混合制冷剂、共沸混合制冷剂的种类、特点和应用。3．问题与应用（能力要求）掌握非共沸混合制冷剂、共沸混合制冷剂的特点。第四节实用制冷剂1．主要内容介绍水、氨碳氢化合物、氟利昂的性质和应用，环保型制冷剂的最新研究进展及应用情况。2．基本概念和知识点：水、氨碳氢化合物、氟利昂、环保型制冷剂的性质和应用。3．问题与应用（能力要求）了解环保型制冷剂的性质和应用。第五节第二制冷剂1．主要内容有载冷剂、对载冷剂性质的要求、常用载冷剂；蓄冷剂、对蓄冷剂性质的要求、常用蓄冷剂。2．基本概念和知识点：载冷剂和蓄冷剂3．问题与应用（能力要求）了解载冷剂和蓄冷剂的用途。课后练习设置“制冷剂专题讨论”课，要求学生课外查阅相关文献，了解目前环保制冷剂的最新发展状况，写出专题讨论发言稿。(四)教学方法与手段本章的教学方法与手段是以自学为主，课堂讨论和提问相结合，并设置“制冷剂专题讨论”课，培养学生自主学习能力。第四章两级压缩和复叠式制冷循环(一)目的与要求1．掌握采用两级压缩制冷循环的原因及其基本流程；2．重点掌握常用两级压缩制冷循环的形式及其特性分析；3．了解复叠式制冷循环的组成及特点。(二)教学内容第一节概述1．主要内容有单级蒸汽压缩制冷循环的局限性，采用两级压缩制冷循环和复叠式制冷循环的原因。2．基本概念和知识点：单级压缩制冷循环的局限性。3．问题与应用（能力要求）单级蒸汽压缩制冷循环有哪些的局限性？第二节两级压缩制冷循环1．主要内容：两级压缩制冷循环过程和分类，一级节流中间完全冷却两级压缩制冷循环、一级节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环的循环过程、系统图、p-h图、热力计算。2．基本概念和知识点：两级压缩制冷循环，一级节流中间完全冷却两级压缩制冷循环、一级节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环的循环过程。3．问题与应用（能力要求）掌握两级压缩制冷循环中间冷却过程及节流方式对循环的影响。第三节两级压缩制冷机的热力计算和温度变动时的特性1．主要内容有两级压缩制冷机的热力计算方法，中间压力的确定方法，温度变动时制冷机的特性。2．基本概念和知识点：两级压缩制冷机的热力计算方法。3．问题与应用（能力要求）掌握两级压缩制冷机的热力计算方法。第四节复叠式制冷循环1．主要内容有单工质多级压缩循环的局限性，复叠式制冷系统的原理及组成，介绍D-8低温箱，复叠式制冷热力计算方法，复叠式制冷机的启动与系统设置膨胀容器。2．基本概念和知识点：单工质多级压缩循环的局限性、复叠式制冷系统的原理。3．问题与应用（能力要求）复叠式制冷循环的流程特点分析。课后练习要求学生课外查阅相关文献，提高学习的兴趣。(四)教学方法与手段本章的教学方法与手段是以讲授为主，课堂讨论和提问相结合，并观看两级压缩制冷循环的Flash动画演示，加深对本章知识的理解。第五章吸收式制冷机的溶液热力学基础(一)目的与要求1．掌握溶液热力学性质；2．了解溶液在加热（或放热）过程中状态的变化情况。(二)教学内容第一节溶液、溶液的成分1．主要内容有溶液、溶液的成分，质量分数、摩尔分数。2．基本概念和知识点：溶液、质量分数、摩尔分数3．问题与应用（能力要求）溶液是什么？质量分数、摩尔分数的计算公式。第二节相、独立组分数、自由度和相律1．主要内容有相、独立组分数、自由度和相律。2．基本概念和知识点：相、独立组分数、自由度和相律。3．问题与应用（能力要求）掌握相、独立组分数、自由度和相律的概念。第三节理想溶液两组分体系的相图1．主要内容有溶液的相平衡、p-x图、T-χ图和杠杆规则。2．基本概念和知识点：溶液的相平衡、p-x图、T-χ图和杠杆规则。3．问题与应用（能力要求）p-x图、T-χ图和杠杆规则。第四节溶解与结晶、吸收与解析、蒸馏与精馏1．主要内容有溶解与结晶、吸收与解析、蒸馏与精馏的原理、过程、在T-χ图上的表示。2．基本概念和知识点：溶解与结晶、吸收与解析、蒸馏与精馏。3．问题与应用（能