食品工程原理 第三章制冷

单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/281单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系第3章制冷单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/282单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系物质的三态及变化固体液体气体升华固化热力学基础知识单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/283单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系2020/3/28汽化物质从液态转变为气态的过程。汽化的方式：蒸发（表面汽化）、沸腾（表面及内部同时汽化）。加快汽化的措施：提高温度、降低表面压力。液化物质从气态转变为液态的过程。加快液化的措施：降低温度、提高压力。热力学基础知识单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/284单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系•熵是表征工质状态变化时，与外界换热程度的一个导出的热力状态参数。S2-S1=Q/TS2S1吸热S2S1放热熵单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/285单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系制冷提高了我们的生活品质。热量从高温的开水传递给常温的环境介质空气。是自发的传热过程，属于自然冷却。一杯开水自然冷却到凉白开不是制冷。单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/286单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系此时容器内的蒸气压力称为饱和压力，对应的气、液温度称为饱和温度。试验常温空间里的密闭容器气、液两相的动态平衡液面上的蒸汽称为饱和蒸汽液体称为饱和液体单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/287单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系饱和温度与饱和压力一一对应。饱和温度饱和压力；饱和压力饱和温度。单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/288单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系水沸腾压力锅防止蒸汽逃逸。液体表面压力升高使液体的沸点升高1.208bar105°C单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/289单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系水沸腾真空泵将空气抽出容器。液体表面压力降低使液体的沸点降低。0.008129bar4°C真空泵单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2810单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系试想，如果从密闭容器上开口液体蒸发需要热量容器里的液体温度和容器周围的空气温度将降低，直至达到一个新的动态平衡。低温就这样产生了。单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2811单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系在日常生活中地上洒上一些水在皮肤上擦上一些酒精于是收到制冷的效果在制冷原理中，这个密闭容器被称为蒸发器单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2812单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系生活中，冰箱内结霜或凝结水珠的部位，家用空调器的室内机即为蒸发器。蒸发器内的液体称为制冷剂，也称制冷工质。它可以是H2O、NH3、R22、R13等。蒸发器外被降温的空气称为被冷却对象。冰箱里的水果蔬菜、家里的空气均属于被冷却对象。单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2813单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系蒸发器是热交换设备，其作用是将蒸发器外被冷却对象的热量传递给蒸发器内制冷剂，制冷剂相变吸热而使被冷却对象的温度降低。从蒸发器内源源不断地抽出制冷剂气体的装置称为制冷压缩机。根据饱和压力与饱和温度一一对应关系，当蒸发器内制冷剂的压力降低时，蒸发器内制冷剂的温度也随着降低。单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2814单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系有了制冷压缩机、蒸发器即可产生制冷效果，但要维持持续稳定的制冷将是困难的，因为蒸发器内制冷剂需要不断补充。另外，这种装置的制冷剂蒸气直接散发到大气中，不能再回收，既不经济又不环保。只需要把制冷压缩机抽出的气体液化后送回蒸发器即可形成一个制冷循环。单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2815单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系通常的要求是价廉、易得、无污染。生活中的环境介质空气或水均符合要求。然而环境介质空气或水在夏季通常的温度是常温，如用作冷却介质，将要求制冷剂蒸气的温度高于它。饱和压力降低，饱和温度也将降低；饱和压力升高，饱和温度也将升高。冷却介质单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2816单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系制冷压缩机抽出的低温低压的制冷剂蒸气进行压缩给它一个能量，使低温低压的制冷剂蒸气压，从而提高制冷剂蒸气的温度，再送往冷凝器去冷。单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2817单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系这时，环境介质空气和水就完全能成为冷却介质，对R13制冷剂蒸气进行冷凝了。t=-23℃p=116.84kPat=60℃p＝1680.47kPa单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2818单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系及时抽出蒸发器内蒸气，将低温低压制冷剂蒸气压缩至高温高压状态，以便用常温的空气或水作冷却介质来冷凝制冷剂蒸气。压缩机单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2819单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系是一个热交换设备，作用是利用环境冷却介质空气或水，将来自制冷压缩机的高温高压制冷剂蒸气的热量带走，使高温高压制冷剂蒸气冷却，冷凝成高压常温的制冷剂液体。冷凝器内制冷剂蒸气变为制冷剂液体的过程中，压力是不变的，仍为高压。冷凝器单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2820单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系膨胀阀（节流阀）高压常温的制冷剂液体不能直接送人低温低压的蒸发器。利用饱和压力与饱和温度一一对应原理，降低制冷剂液体的压力，从而降低制冷剂液体的温度，得到低温低压制冷剂。再送入蒸发器吸热蒸发，从而完成了一个制冷循环。生活中的冰箱、空调均是采用这种制冷循环，只是用细长的毛细管替代了膨胀阀。单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2821单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系利用液体在低温低压下连续地汽化吸热能够产生一个持续的低温环境。这种制冷循环只进行了一次压缩，且压缩的是蒸气，称为单级蒸气压缩式制冷循环。单级蒸气压缩式制冷循环单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2822单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系单级蒸气压缩式制冷循环的循环实质是输人机械能把热量Q。从低温环境传递到环境介质。环境介质得到热量。热力学认为这是一个非自发过程。压缩机冷凝器膨胀间蒸发器单级蒸气压缩式制冷循环单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2823单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系气体低温低压压缩机（压缩）●耗电做功使低温低压冷媒气体变为高温高压气体冷凝器（冷凝）●向空气放出冷媒的热量使气态冷媒变为液态膨胀阀（膨胀）●降低冷媒压力●调整冷媒流量蒸发器（蒸发）●空气吸收冷媒的冷量使液态冷媒变为气态液体高圧高温气体高温高压液体低温低圧单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2824单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系有没有“冷”的极限呢？冷的极限是摄氏零下273.15℃只能使物体的温度逐步向这一极限趋近但不可能到达这一极限冷的极限亦称绝对零度可用0K表示单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2825单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系深度制冷范围：120K以下≈-153.15℃普通制冷范围：120K以上≈-153.15℃超低温范围：20K以下≈-253.15℃根据制冷温度的不同，制冷技术可分为三类单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2826单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系3.1制冷技术原理3.1.1制冷原理单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2827单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系热力学第一定律：能量守恒与转换定律；热力学第三定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；热力学第三定律：绝对零度不可达到。热力学的三大定律都与制冷技术密切有关单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级2020/3/2828单击此处编辑母版标题样式•单击此处编辑母版文本样式–第二级•第三级–第四级»第五级聊城大学东昌学院化生系能量守恒与转换定律自然界上一切物质都具有能量