R134a的压焓图和温熵图
制冷原理与设备第三章思考题
制冷原理与设备第三章思考题、习题参考答案1.单级蒸汽压缩式制冷的理论循环工作过程单级蒸汽压缩式制冷系统主要有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大件组成。
1)压缩过程：压缩机是制冷系统的心脏。
压缩机不断抽吸从蒸发器中产生的低压低温的制冷剂蒸汽，保持蒸发器的低压汽化条件。
同时将抽出的低压低温蒸汽压缩成高压高温的过热蒸汽输送到冷凝器。
在这个过程中压缩机需要做功。
2）冷凝过程：高压高温的过热蒸汽在冷凝器中把热量传给环境介质，制冷剂被冷却凝结成高温高压饱和液体，进入膨胀阀。
3）节流过程：高温高压饱和液体经过膨胀阀节流变为低温低压湿饱和蒸汽，进入蒸发器。
4）蒸发过程：进入蒸发器的低温、低压液体吸收被冷却物热量得到制冷目的，制冷剂汽化（沸腾）为低温低压蒸汽。
2.制冷剂压焓图和温熵图基本内容1）压焓图一点：临界点C三区：液相区、两相区、气相区。
五态：过冷液状态、饱和液状态、湿蒸气状态、饱和蒸气状态、过热蒸气状态。
八线：饱和液线x=0、饱和蒸气线x=1、无数条等干度线x、等压线p（水平线）、等焓线h（垂直线）等熵线s、等比体积线v、等温线t等温线：在图中为点化线，在过冷区为垂直线，在湿区为水平线（并且与定压线重合），在过热曲为向下弯曲的曲线。
等焓线：在图中为实线。
在过热区为向右下弯曲的曲线比等比体积线v的斜率大。
越往右下的等熵线熵值越大。
比等比体积线v：图中为虚线。
在过热区向下弯曲的曲线。
愈往下的等比容线，比容愈大。
过程热量：在图中可以用横坐标的长度代表。
2）温熵图一点：临界点三区：气相区、液相区、湿蒸气区五态：过冷液体、饱和液体、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气八线：等温线、等熵线、饱和蒸气线、饱和液体线、等干度线、等容线、等压线、等焓线。
①饱和液体线X=0：由于过冷液体线密集在X=0线附近，所以饱和液体表示两种状态：过冷液体和饱和液体。
②等压线：在过冷区为向右下方弯曲的曲线，在湿区为水平线和等温线重合；在过热区为向右上方弯曲的曲线。
新型制冷剂R134_R134_R134a及R134_R22的热力学性质
1997 年 9 月Sep t. 1997Jo u rn a l o f C h e m ica l E n g i n ee r i n g o f C h i n e s e U n ive r s it i e s 新型制冷剂 R 134、R 1342R 134a 及ΞR 1342R 22 宋锡瑾的热力学性质张未星吴兆立(浙江大学化工热力学室, 杭州 310027)摘 要 采用马丁2侯 81 型方程对制冷剂 R 134、R 1342R 134a 及 R 1342R 22 的热力学性质进行了系 统的计算, 并绘制了 R 134 的热力学性质图表, 为 R 134 在制冷业及相关领域的应用提供了依据。
关键词 1, 1, 2, 22四氟乙烷 热力学性质 制冷工质1 引 言自 1930 年美国杜邦公司首次合成生产第一个氯氟烃类 (C FC s ) 化合物二氟二氯甲烷 (C FC 212) 以来, C FC s 产品就以其无毒、不易燃、不腐蚀、化学稳定性好、热物理性好、低冰点和 低成本等特点, 备受人们的青睐, 因而广泛应用于制冷、电子元件清洗、航空、农业、国防及交通 等领域, 给人类的生活带来了极大的便利。
然而, 1974 年美国加利福尼亚大学的 F . S . R o w 2 lan d 教授等人首次提出了氯氟烃对大气臭氧层有严重破坏作用并会给人类生存环境造成威 胁的观点, 1982 年南极上空臭氧层空洞的发现使这一观点得到进一步的证实。
随后, 各国政府 和科学家纷纷开始行动, 投入了全球性限制氯氟烃类制冷剂生产、消费和使用的浪潮, 并于 1987 年起草制定了保护臭氧层的蒙特利尔议定书, 提出限制生产 5 种 C FC s 和 3 种 H a l o n 物 质。
1990 年 6 月,“蒙约”国再一次集会, 定于 2000 年全面禁止受控物的使用。
发展中国家推迟 十年。
因此, 寻找和研究新的制冷工质以替换被禁的 C FC s 物质已成为当今世界各国科学家和 制冷行业技术专家面临紧迫的重大课题。
常用制冷剂R134a的特性
常用制冷剂R134a的特性时间：2010-02-22 来源：互联网发布评论进入论坛R134a（SUVA 134a），化学名：1,1,1,2-- 四氟乙烷，分子组成：CH2FCF3，CAS注册号：811-97-2，分子量：102.0，HFC型制冷剂，ODP值为零。
R134a 的热力和物理性质，以及其低毒性，使之成为一种非常有效和安全的替代品。
HFC-134a可用在目前使用CFC-12（二氯二氟甲烷）的许多领域，包括：汽车空调、家用电器、小型固定制冷设备、超级市场的中温制冷、工商业的制冷机，聚合物发泡，气雾剂产品，以及镁合金保护气体等。
R134a 作为新一代的环保制冷剂，用于替代R12（二氯二氟甲烷），R22，主要应用于汽车空调，冰箱，冷柜，饮水机，除湿机，中央空调(冷水机组)等制冷空调设备中。
用作保护气体：用于镁合金加工上的保护气体。
用于聚合物发泡：聚合物发泡。
用于气雾剂：HFC-134a也可用于那些对毒性和可燃性要求严格的气雾剂中；由于HFC-134a 的低毒和不易燃性，它被研制用于药物吸入剂的载体（即医用气雾剂）。
压缩机生产商通常建议使用多元醇酯POE（Polyol Ester）和聚二醇PAG （Polyalkylene Glycol）（汽车空调）冷冻机油。
HFC-134a的主要物化性质中温制冷情况下CFC-12和HFC-134a理论性能的对照膨胀阀的结构和工作原理1热力膨胀阀的作用：热力膨胀阀安装在蒸发器入口，常称为膨胀阀，主要作用有两个：1）节流做用：高温高压的液态制冷剂经过膨胀阀的节流孔节流后，成为低温低压的雾状的液压制冷剂，为制冷剂的蒸发创造条件；2）控制制冷剂的流量：进入蒸发器的液态制冷剂，经过蒸发器后，制冷剂由液态蒸发为气态，吸收热量，降低车内的温度。
膨胀阀控制制冷剂的流量，保证蒸发器的出口完全为气态制冷剂，若流量过大，出口含有液态制冷剂，可能进入压缩机产生液击；若制冷剂流量过小，提前蒸发完毕，造成制冷不足；2热力膨胀阀的种类：热力膨胀阀按照平衡方式不同，分内平衡式和外平衡式；外平衡式热力膨胀阀分F型和H型两种结构型式。
制冷知识第四讲压焓图
第四讲压焓图压力：垂直于物体表面的作用力，单位牛顿（N）。
压强：单位面积所受到的作用力，单位帕（Pa）。
焓：物体内能与压力能之和。
单位焦（J）。
等压过程中，系统从外界所吸收的热量等于系统焓值的增加。
比焓：1kg某物质的焓值。
单位kj/kg。
在压焓图上，X轴所表示的单位为比焓。
Y轴所表示的单位为压强。
为缩小尺寸，提高低压表示的精度，故取对数。
熵：能与绝对温度的比值，表示热量转换成功的程度。
在绝热过程中系统的熵不变。
单位J/K。
系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。
这就是熵增加原理。
由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。
它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。
熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。
温度：表征物体冷热程度的物理量。
标志着物体内部无规则运动的剧烈程度。
一切相互热平衡的系统，温度一定相同。
温标：表示温度数值的方法称为温标。
常用为摄氏温标与理想气体温标。
等温线：在气体区，液体区，都随压力下降温度直线下降，只有在饱和区内，与等压线重合，平行于X轴。
为此，通过压力与库温比较，可以知道蒸发温度是否正常（要加减系数），以判断故障。
干度：气液共存区域中，气态含量所占百分比称为干度。
当制冷剂在有限密闭空间内气液共存时，称为饱和状态。
饱和状态下的液体和蒸汽称为饱和液体与饱和蒸汽。
相态：物质所呈现的状态。
物质的三种形态又称为三种物相。
物态变化，简称相变。
三相点：物质三种物相同时存在，并达到平衡时的温度压力点。
每种物质，只有唯一的一个点。
水的三相点为0℃，610.5帕（绝对压力）。
是温标的校正点。
临界点：物质相态变化所达到的温度，压力状态点。
比容：单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号"V"表示。
其数值是密度的倒数。
常用制冷剂,R134a的,特性
常用制冷剂R134a的特性时间：2010-02-22 来源：互联网发布评论进入论坛R134a（SUVA 134a），化学名：1,1,1,2-- 四氟乙烷，分子组成：CH2FCF3，CAS注册号：811-97-2，分子量：102.0，HFC型制冷剂，ODP值为零。
R134a 的热力和物理性质，以及其低毒性，使之成为一种非常有效和安全的替代品。
HFC-134a可用在目前使用CFC-12（二氯二氟甲烷）的许多领域，包括：汽车空调、家用电器、小型固定制冷设备、超级市场的中温制冷、工商业的制冷机，聚合物发泡，气雾剂产品，以及镁合金保护气体等。
R134a 作为新一代的环保制冷剂，用于替代R12（二氯二氟甲烷），R22，主要应用于汽车空调，冰箱，冷柜，饮水机，除湿机，中央空调(冷水机组)等制冷空调设备中。
用作保护气体：用于镁合金加工上的保护气体。
用于聚合物发泡：聚合物发泡。
用于气雾剂：HFC-134a也可用于那些对毒性和可燃性要求严格的气雾剂中；由于HFC-134a 的低毒和不易燃性，它被研制用于药物吸入剂的载体（即医用气雾剂）。
压缩机生产商通常建议使用多元醇酯POE（Polyol Ester）和聚二醇PAG（Polyalkylene Glycol）（汽车空调）冷冻机油。
HFC-134a的主要物化性质中温制冷情况下CFC-12和HFC-134a理论性能的对照膨胀阀的结构和工作原理1热力膨胀阀的作用：热力膨胀阀安装在蒸发器入口，常称为膨胀阀，主要作用有两个：1）节流做用：高温高压的液态制冷剂经过膨胀阀的节流孔节流后，成为低温低压的雾状的液压制冷剂，为制冷剂的蒸发创造条件；2）控制制冷剂的流量：进入蒸发器的液态制冷剂，经过蒸发器后，制冷剂由液态蒸发为气态，吸收热量，降低车内的温度。
膨胀阀控制制冷剂的流量，保证蒸发器的出口完全为气态制冷剂，若流量过大，出口含有液态制冷剂，可能进入压缩机产生液击；若制冷剂流量过小，提前蒸发完毕，造成制冷不足；2热力膨胀阀的种类：热力膨胀阀按照平衡方式不同，分内平衡式和外平衡式；外平衡式热力膨胀阀分F型和H型两种结构型式。
压焓图
两相比例由干度x确定
定义
干饱和蒸汽质量 x?
＝
mv
湿饱和蒸汽质量
mv ? mf
Quality
干饱和蒸汽
对干度x的说明：
饱和水
x = 0 饱和水 x = 1 干饱和蒸汽
0≤x ≤1
在过冷水和过热蒸汽区域，x无意义
湿饱和蒸汽区状态参数的确定
如果有1kg湿蒸气，干度为x, 即有 xkg饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。
? 对于理论循环，离开蒸发器、进入压缩机的 制冷剂蒸汽是处于蒸发压力下的饱和蒸汽； 离开冷凝器和进入膨胀阀的液体是冷凝压力 下的饱和液体；
? 等熵过程：制冷剂在压缩机中压缩是等熵过 程；
? 等压过程：制冷剂在冷却及冷凝过程为等压 过程
? 等焓过程：制冷剂通过膨胀阀节流时，节流 前后焓值相等：
环境压力Environmental pressure
指压力表所处环境
大气压力 Atmospheric pressure
barometric
注意：
环境压力一般为 barometer
h
大气压，但不一定。
大气压力Atmospheric pressure
大气压随时间、地点变化
物理大气压 1atm = 760mmHg
Condenser Expansion valve
Evaporator
Compressor
制冷循环和制冷系数
Coefficient of Performance
COP ? ? ? q2
w
1
?
T0环T境0 ? 1
T
T2
卡诺逆循环 Reversed Carnot cycleq1 w
?C
?
制冷剂压焓图说明
制冷剂压-焓图(lgP-h图)介绍制冷剂的热力学性质可通过热力参数之间的关系来描述，而制冷剂的热力参数之间的关系是通过实验方法测定出来的，一般用热力学性质图、表来表示。
制冷剂的lgP—h图：(又称莫里尔图(Molliev Diagram)）图中：K ——临界点 P ——等压线 h ——等焓线 t ——等温度线s ——等熵线 v ——等比容线 x ——等干度线在lgP—h图上任意一点都能表示制冷剂的一种热力状态，在一个状态点上，制冷剂具有确定的压力、温度、比容、焓和熵，以及蒸气所占的比例，即干度值X。
X = 制冷剂蒸气质量 / 制冷剂总质量饱和液体线（X=0）：在lgP—h图上，将不同温度下的饱和液体的各点连接起来的曲线叫做饱和液体线。
在饱和液体线上的各点所表示的是制冷剂饱和液体在此点压力下的饱和温度。
干饱和蒸气线（X=1）：在lgP—h图上，将不同温度下的干饱和蒸气的各点连接起来的曲线叫做干饱和蒸气线。
在干饱和蒸气线上的各点所表示的是制冷剂干饱和蒸气在此点压力下的饱和温度。
饱和液体线和干饱和蒸气线均为粗实线，相交于临界点，这两条线将lgP—h图分成三个区域。
饱和液体线左边是过冷液体区，干饱和蒸气线右边是过热蒸气区，两条曲线中间的区域为饱和区，也就是湿蒸气区，在这个区域内的制冷剂为饱和状态，区域内各点上的饱和蒸气均为湿蒸气。
等温线（t）：将表示温度相同的各点用点划线连接起来成一条折线，这条折线就是等温线。
等温线在过冷液体区为竖直线，与等焓线重合；在湿蒸气区为水平直线，与等压线重合；在过热蒸气区为向右下方向的曲线。
等比容线（v）：将比容相同的各点用虚线连接起来的曲线叫做等比容线。
等熵线（h）：将熵值相同的各点用细实线连接起来的曲线叫做等熵线。
等干度线（x）：在饱和区内将干度相同的点连接而成的曲线叫做等干度线。
在lgP—h图中，箭头所指的方向表示各参数数值增加的方向。
另外，可以根据任意两个状态参数就能确定其在lgP—h图上的状态点，通过这个点，就可以查出其它几个状态参数。
R134a压晗图
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一旦制冷剂达到饱和状态，制冷剂从 气体变成液体，何在蒸发器中一样， 线为水平表明压力（和温度）不变， 最后一个过程是膨胀过程，从点4到点 1的线是垂直的，表明制冷剂流过热力 膨胀阀时压力（或温度）是下降的但 焓值不变。
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压缩功是点3和点2之间的焓差乘以 制冷剂流量，压缩功增加了制冷剂中 的热值，曲线的垂直部分表示制冷剂 压力（和温度）点2升高到点3，下一 个过程发生在冷凝器中，过程的第一 段（制冷剂汽液分界线的外则）是过 热气体的降温过程，
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R134a的优越性
1、R134a不含氯原子，对大气臭氧层不起破 坏作用；
2、R134a具有良好的安全性能（不易燃，不 爆炸，无毒，无刺激性无腐性）；
3、R134a的传热性能比较接近，所以制冷系 统的改型比较容易；
4、R134a的传热性能好，因此制冷剂的用量 可大大减少。
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五、理论制冷循环的特点（对比理想制冷循环）
• 干压缩代替了湿压缩：
p
压缩机吸气状态为干饱和蒸气
pk
3
• 节流阀代替了膨胀机：
p0
简化了设备，但会造成节流损失
4
2 1
• 热交换过程为等压过程，而
非等温过程
实现三个相区都能完成热交换
0
h3=h4
h1 h2 h
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