Chapter4：气体的制冷与液化循环
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气体制冷循环
逆卡诺循环 2个等熵（压缩和膨胀）和2个等温（吸热和放热）过程组成。
热力学 效率
i
Qc Q0 Qc
Tc Ta Tc
p2 p1
1
1
1
气体制冷循环
逆卡诺循环 卡诺循环典型的热力学效率所需的压比（Ta=300K）
TC εi p2/p1
100K 0.50 15.59
pV n const
n=k, Carnot循环（等熵） n=±∞, Stirling循环（等容） n=0，Ericsson循环（等压）
多变过程通过 回热器实现
气体制冷循环
Reitlinger循环 Stirling制冷机：气体等温膨胀制冷 1－2：等温压缩
2－3：等容放热
3－4：等温膨胀
4－1：等容吸热
定压回热气体制冷机系统
优点
T
pc 7
Tc
8
2 ph 3
1
T0
4
p0 6
定压回热 理论循环T-s图
5
s
① 回热式空气制冷循环使压比↓； ② 可用叶轮式压缩机使生产量↑； ③ 可使压缩和膨胀过程的不可
逆损失↓
气体制冷循环
思考题
气体制冷循环有哪些基本形式？
气体制冷机 循环
布雷顿循环中的气体工质不发生集聚态改变
膨胀机 4
放热 3
冷却器
冷箱
2 压缩机 1
T
pc
2
Tc
3
T0
1
p0 4
吸热
无回热气体制冷机系统
s
无回热气体制冷机理论循环T-s图
气体制冷循环
定压回热布雷顿气体制冷循环
冷却器 放热 3
热力学 效率
i
Qc Q0 Qc
Tc Ta Tc
p2 p1
1
1
1
气体制冷循环
逆卡诺循环 卡诺循环典型的热力学效率所需的压比（Ta=300K）
TC εi p2/p1
100K 0.50 15.59
pV n const
n=k, Carnot循环（等熵） n=±∞, Stirling循环（等容） n=0，Ericsson循环（等压）
多变过程通过 回热器实现
气体制冷循环
Reitlinger循环 Stirling制冷机：气体等温膨胀制冷 1－2：等温压缩
2－3：等容放热
3－4：等温膨胀
4－1：等容吸热
定压回热气体制冷机系统
优点
T
pc 7
Tc
8
2 ph 3
1
T0
4
p0 6
定压回热 理论循环T-s图
5
s
① 回热式空气制冷循环使压比↓； ② 可用叶轮式压缩机使生产量↑； ③ 可使压缩和膨胀过程的不可
逆损失↓
气体制冷循环
思考题
气体制冷循环有哪些基本形式？
气体制冷机 循环
布雷顿循环中的气体工质不发生集聚态改变
膨胀机 4
放热 3
冷却器
冷箱
2 压缩机 1
T
pc
2
Tc
3
T0
1
p0 4
吸热
无回热气体制冷机系统
s
无回热气体制冷机理论循环T-s图
气体制冷循环
定压回热布雷顿气体制冷循环
冷却器 放热 3
气体液化循环概述
Tds dh dwt Ts h wt
WWTs
(Ts h)12 T (s1 s2 ) (Ts h)20 h2 h0
(h1
h2 )
Wmin WT WS (Ts h)10
Hale Waihona Puke 气体液化循环2、制冷气体液化理论最小功
Wmin WT Ws
Wmin WT WS (Ts h)10
q0 wth
wm in
wpr
气体液化循环
4、低温液化循环形式： • 节流液化循环：利用节流装置，获得等温
节流效应；
• 带膨胀机的液化循环：利用膨胀机获取 大的等熵膨胀制冷量；
• 带气体制冷机的液化循环：利用低沸点
气体工质的制冷效应；
• 复叠式液化循环：利用不同沸点工质逐级
冷却最终液化。
前两种属于自身膨胀制冷，最常用。
气体液化循环
3、液化循环指标
•
单位能耗：
w0
w z
– W为1kg气体耗功，Z为1kg气体的液体量
• 制冷系数，制冷量与耗功之比， q0
– 其中 q0 z(h1 h0 )
w
• 循环效率：热力不完善度，实际制冷系数与理论
循环系数之比。
– 也是理论最小功与实际耗功之比。
ag
pr th
q0 wpr
气体液化循环
一、概述 1、制冷的目的： • 低温气体液化，必须降温至 Ts 以下，
需要制冷降温；
• 维持低温系统所需制冷以补偿冷损；
• 生产低温液体，补偿带走的的冷量
气体液化循环
2、制冷气体液化理论最小功
• 获得低温实现热量从低到高的转移， 必须投入能量。
• 理想过程：等温压缩+等熵膨胀 • 理想最小功 Wmin WT Ws
气体液化
p1＝0.1 MPa p2=20 MPa
降低高压空气进换热器 的温度T对增加等温节 流效应有明显的作用。
高压空气进换热器的温度
结论
对于一次节流液化循环，为改善循环的性能指标 • 可提高p2，一般p2 ≈(20～22) MPa； • 可在保证所需循环制冷量及液化温度的条件 下，适当提高初压p1，从而减小节流的压力范 围； • 可采取措施降低高压空气进换热器时的温度， 从而提高液化系数。
p1（kPa）
－ΔhT （kJ/kg）
98 37.5 445.5 0.0842
4900 26.9 116.2 0.231
9800 15.9 58.3 0.273
wT（kJ/kg）
− ΔhT ε= wT
随p1增加， -ΔhT减少的幅度不如功耗减少的大，故ε显 著增大。相应地循环效率ηcy增加，单位能耗降低。 提高初压p1能够改善循环的经济性。
一次节流液化实际循环分析 热力系统热平衡方程式
h2 + q3 = h0 Z pr + (1 − Z pr ) h1
' 1
q 2 = (1 − Z pr )C p1 (T1' − T1 )
q2 h1 = h1' − c p1 (T − T1 ) = h1' − 1 − Z pr
实际液化系数
Z pr = h1' − h2 − (q2 + q3 ) − ΔhT − Σq = h1' − h0 h1' − h0
p2 p1
积分 得
⎡ ⎛ ∂v ⎞ ⎤ − ⎢T ⎜ ⎟ − v ⎥ dp ⎢ ⎝ ∂T ⎠ p ⎥ ⎣ ⎦
微分节流效应等于零 对应 －ΔhT 及Z最大值的气体压力必通过等温线T和转化 曲线的交点 实际采用的压力
降低高压空气进换热器 的温度T对增加等温节 流效应有明显的作用。
高压空气进换热器的温度
结论
对于一次节流液化循环，为改善循环的性能指标 • 可提高p2，一般p2 ≈(20～22) MPa； • 可在保证所需循环制冷量及液化温度的条件 下，适当提高初压p1，从而减小节流的压力范 围； • 可采取措施降低高压空气进换热器时的温度， 从而提高液化系数。
p1（kPa）
－ΔhT （kJ/kg）
98 37.5 445.5 0.0842
4900 26.9 116.2 0.231
9800 15.9 58.3 0.273
wT（kJ/kg）
− ΔhT ε= wT
随p1增加， -ΔhT减少的幅度不如功耗减少的大，故ε显 著增大。相应地循环效率ηcy增加，单位能耗降低。 提高初压p1能够改善循环的经济性。
一次节流液化实际循环分析 热力系统热平衡方程式
h2 + q3 = h0 Z pr + (1 − Z pr ) h1
' 1
q 2 = (1 − Z pr )C p1 (T1' − T1 )
q2 h1 = h1' − c p1 (T − T1 ) = h1' − 1 − Z pr
实际液化系数
Z pr = h1' − h2 − (q2 + q3 ) − ΔhT − Σq = h1' − h0 h1' − h0
p2 p1
积分 得
⎡ ⎛ ∂v ⎞ ⎤ − ⎢T ⎜ ⎟ − v ⎥ dp ⎢ ⎝ ∂T ⎠ p ⎥ ⎣ ⎦
微分节流效应等于零 对应 －ΔhT 及Z最大值的气体压力必通过等温线T和转化 曲线的交点 实际采用的压力
低温原理复习
压缩机的耗功可由在稳定流动条件下压缩机的 热平衡来确定
QR P qm h1 h2
在等熵压缩的条件下
QR P qm h1 h2
W qm
T1 s1 s2 h1 h2
Q0 qmT4 sg s4 qm hg h4
8
第五章 流体混合物分离原理与方法 第二节 流体混合物的分离方法 一、冷凝和闪蒸 如果混合物各个组分的挥发性相差较大，可利用冷凝和蒸发过程使混合物分离 二、精馏 （一）精馏的分离原理 精馏原理：连续多次的部分蒸发或部分冷凝 经过每一次部分蒸发或冷凝，气相中低沸点（易发挥）组分的摩尔分数就增加。 完成这一过程的装置称为精馏塔 分类：板式塔和填料塔 精馏段与提馏段构成一个完整的精馏塔 三、吸附 吸附是依靠固体吸附剂对各组分吸附能力的差异而进行的。 吸附法在气体分离中常用来去除气体中的微量杂质。 （一）吸附分离的基本原理 当气体与固体接触时，在固体表面或内部将发生容纳气体的现象。 吸附现象可以在固体和液体之间发生。 被吸附的物质称为吸附质 起吸附作用的物质称为吸附剂 吸附分为物理吸附和化学吸附 物理吸附：气体间靠分之间作用力（范德华力）吸附在固体吸附剂上。 化学吸附：吸附后气体与固体表面原子之间形成吸附化学键。 吸附是一个传质过程。 外部传递过程（外扩散）：吸附质从气体主流通过吸附剂颗粒周围的气膜到达颗 粒表面
1）等温压缩过程(1-2）2）定容放热过程(2-3）3）等温膨胀过程(3-4） 4）定容吸热过程(4-1）
第四节 其他制冷方法 一、空气蒸发制冷和溶液除湿蒸发制冷 空气蒸发制冷的原理：是指水与未饱和空气接触时，其饱和蒸汽压力大于空气中 水蒸汽的分压力，因而蒸发汽化。 分类：直接蒸发冷却和间接蒸发冷却制冷
9
制冷技术基础第三版教学课件第四章 单级蒸气压缩式制冷循环
影，在上图2所示的温熵图中,相当于1-2-3-4-7-5-1所围成的多边形面积。
29 第 四 章 单 级 蒸 气 压 缩 式 制 冷 循 环
§4—2 单级蒸气压缩式理论制冷循环
4、单位冷凝器负荷 (1)定义 在循环中，制冷压缩机每输送1、kg制冷剂，制冷剂在冷凝器内等压
冷凝时向高温热源放出的热量称为单位冷凝器负荷，常用qk表示，单位 为千焦/千克（kJ/kg）。
温热源处吸收的热量越多，则制冷系数越大，设备的工作效率越高。 实际中的制冷系数可能大于1，也可能小于等于1，不过蒸气压缩式
制冷循环在普冷范围下制冷系数通常为3～5。
5 第四章 单级蒸气压缩式制冷循环
§4—1 理想制冷循环
2、供暖系数 为衡量一台热泵的经济性能，引入了供暖系数（μ）的概念，即实
现热泵循环时向高温热源放出的热量（Qk，供暖量）与完成循环所消耗 的能量（机械功Wnet或工作热能Q）的比值，见式。
由式（4—2）可见，在热泵循环中所消耗的机械功或工作热能越少， 且向高温热源放出的热量越多，则供暖系数越大，设备的工作效越高。
6 第四章 单级蒸气压缩式制冷循环
§4—1 理想制冷循环
2、供暖系数 例题一台热泵型空调器（见
图），在冬季工作时的电功率是 1000 W，它的标准制热量是3200 W，试求其供暖系数。
16 第 四 章 单 级 蒸 气 压 缩 式 制 冷 循 环
两相区的逆向卡诺循环T-S图
§4—1 理想制冷循环
3、湿压缩与干压缩 若果真如上所说，在将循环
完全地转移到两相区时，则压缩过 程中被压缩的就不再是干蒸气，而 是湿蒸气，这样的压缩称为“湿压 缩”,它会导致“液击”事故的发 生。因此，在实际中将循环的压缩 部分移出两相区,如图所示。
29 第 四 章 单 级 蒸 气 压 缩 式 制 冷 循 环
§4—2 单级蒸气压缩式理论制冷循环
4、单位冷凝器负荷 (1)定义 在循环中，制冷压缩机每输送1、kg制冷剂，制冷剂在冷凝器内等压
冷凝时向高温热源放出的热量称为单位冷凝器负荷，常用qk表示，单位 为千焦/千克（kJ/kg）。
温热源处吸收的热量越多，则制冷系数越大，设备的工作效率越高。 实际中的制冷系数可能大于1，也可能小于等于1，不过蒸气压缩式
制冷循环在普冷范围下制冷系数通常为3～5。
5 第四章 单级蒸气压缩式制冷循环
§4—1 理想制冷循环
2、供暖系数 为衡量一台热泵的经济性能，引入了供暖系数（μ）的概念，即实
现热泵循环时向高温热源放出的热量（Qk，供暖量）与完成循环所消耗 的能量（机械功Wnet或工作热能Q）的比值，见式。
由式（4—2）可见，在热泵循环中所消耗的机械功或工作热能越少， 且向高温热源放出的热量越多，则供暖系数越大，设备的工作效越高。
6 第四章 单级蒸气压缩式制冷循环
§4—1 理想制冷循环
2、供暖系数 例题一台热泵型空调器（见
图），在冬季工作时的电功率是 1000 W，它的标准制热量是3200 W，试求其供暖系数。
16 第 四 章 单 级 蒸 气 压 缩 式 制 冷 循 环
两相区的逆向卡诺循环T-S图
§4—1 理想制冷循环
3、湿压缩与干压缩 若果真如上所说，在将循环
完全地转移到两相区时，则压缩过 程中被压缩的就不再是干蒸气，而 是湿蒸气，这样的压缩称为“湿压 缩”,它会导致“液击”事故的发 生。因此，在实际中将循环的压缩 部分移出两相区,如图所示。
气体液化三大基本循环比较
气体液化基本循环我们知道，只有当气态物质温度降低到其临界温度以下才能液化。
所有低温工质的临界温度远比环境低，要使这些气体液化，必须应用人工制冷的方法制造低温。
气体液化循环由一系列的热力过程组成，起作用就在于使气态工质冷却到液化所需的低温，并补偿系统的冷量损失，从而获得液化气体。
气体液化循环是开式循环，气态低温工质（如空分行业中的空气）在循环过程中既起制冷剂的作用，本身又被液化，部分或全部作为液态产品从低温装置中输出。
任何气体液化循环都是利用低温工质进行状态循环变化过程，通过它的作用使气体在低温时放出的热量转移到环境介质中去。
这一过程是非自发的，必须消耗一定的能量。
空气液化循环有四种基本类型：节流液化循环、带膨胀机的液化循环、利用气体制冷剂的液化循环及复叠式液化循环。
前两种液化循环目前应用最为广泛，这里也主要介绍这两种循环。
一林德循环1 理论循环基本原理节流液化循环是低温技术中最常用的循环之一。
由于节流液化循环装置结构简单，且运转可靠，这就在一定程度上抵消了节流膨胀过程不可逆损失大带来的缺点。
1985年德国林德和英国汉普孙分别独立提出了一次节流液化循环，因此也常称之为简单林德（或汉普孙）循环。
林德循环系统由制冷压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四大部件构成。
四大件由联接管道串联成一个闭合循环系统，内注制冷工质。
图1 林德循环T-s图及循环流程图如图1所示，常温、常压（p1）下的空气（点1’），经压缩机A压缩至高压p2,温度升高，并经由冷却器B等压冷却至常温T（点2）。
上述过程可近似认为压缩与冷却两过程同时进行，是一个等温压缩压缩过程。
此后，高压空气在换热器C中被节流后的返流空气（5点）冷却至温度T3（3点），这是等压冷却过程。
然后高压空气（p2）经节流阀节流阀节流膨胀至常压p1，节流过程会使空气温度降低，降低到p1压力下的饱和温度，同时有部分空气液化。
节流后产生的液体空气从气液分离器D导出作为产品，而气体部分引出返流经换热器C，来冷却节流前的高压空气，在理想情况下自身被加热至常温T（点1）。
混合制冷剂制冷循环液化流程的工作过程
混合制冷剂制冷循环液化流程的工作过程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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制冷与低温原理
5
Applications of R&C Tech.
6
Refrigerants
• Halocarbon compounds (卤化碳制冷剂：甲、 乙、丙烷的衍生物) • Hydrocarbons (甲、乙、丙烷等） • Inorganic compounds (无机化合物：水、氨、 CO2等) • Mixed refrigerant (混合制冷剂) • Cryogenic working fluids (低温工质：CH4, air, fluorin, argon, nitrogen, neon等)
3
Exordium（绪论） • Refrigeration & cryogenic technology The tech. to get a temperature artificially below the temperature of circumstance and to keep it. • Temperature range of refrigeration >120k/-153℃ • Temperature range of cryogenics <120k/-153℃
• Throttling evaporation（闪发、节流气化） • Refrigeration effect （制冷量、制冷效应）
q0 = r (1 − χ )
11
§1.1 Phase Transformation Refrigeration
• Thaw(融化) & sublimation(升华) of solid substances
κ −1 κ
18
§1.2 Refrigeration of gas adiabatic expansion
Applications of R&C Tech.
6
Refrigerants
• Halocarbon compounds (卤化碳制冷剂：甲、 乙、丙烷的衍生物) • Hydrocarbons (甲、乙、丙烷等） • Inorganic compounds (无机化合物：水、氨、 CO2等) • Mixed refrigerant (混合制冷剂) • Cryogenic working fluids (低温工质：CH4, air, fluorin, argon, nitrogen, neon等)
3
Exordium（绪论） • Refrigeration & cryogenic technology The tech. to get a temperature artificially below the temperature of circumstance and to keep it. • Temperature range of refrigeration >120k/-153℃ • Temperature range of cryogenics <120k/-153℃
• Throttling evaporation（闪发、节流气化） • Refrigeration effect （制冷量、制冷效应）
q0 = r (1 − χ )
11
§1.1 Phase Transformation Refrigeration
• Thaw(融化) & sublimation(升华) of solid substances
κ −1 κ
18
§1.2 Refrigeration of gas adiabatic expansion
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ha h1
− −
hd hf
⎟⎟⎠⎞
单位质量主气流需用压缩功
−W qm
= [T1 (s1
− s2 )− (h1 − h2 )]+
qmr qm
[Ta (sa
− sb ) − (ha
− hb )]
11
Chapter 4.1节流循环
二次节流循环（林德双压循环）
液化率比简单林德循环稍 小，但单位液体功耗低
这种低压循环所以能实 现，是因为采用了绝热效率 高的透平膨胀机，通常可达 0.8~0.82，以及采用了高效 的蓄冷器(或可逆式换热器) 进行换热，并同时清除空气 中的水分和二氧化碳。
18
Chapter 4.3 等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环
双压克劳特循环
通过节流阀的气流从低压压缩 到高压；进入膨胀机的气流压缩 至中压，减少了单位液化气体的 需用功。 对于氮液化系统，当进入膨胀 机的气体为总气量的75％时，氮 气 从 0.101MPa 压 缩 到 3.5MPa 时 可获得最佳性能。 当采用克劳特循环时，其液化 率较之林德双压循环可成倍增 加，单位质量的功耗可减半。
23
课堂小测验（4）
• 有一台空-空热泵空调以热力膨胀阀作为节流元 件， 并一直在气温0℃下运行，试分析当气温从 0℃上升到5℃时，以下参数如何变化？（室温保 持20℃不变） 1）房间得热量； 2）冷凝温度； 3）通过膨胀阀的制冷剂流量； 4）压缩机电功率； 5）系统运行COP。
24
T-s图
一次节流循环(简单林德循环) 液化循环时，对换热器、节流阀和 贮液槽进行能量平衡
( ) qmh2 = qm − qmf h1 + qmf hf
液化率
y = qmf = h1 − h2 qm h1 − h f
此时
Q0 = qmf h f
8
Chapter 4.1节流循环
有预冷的一次节流循环 z降低高压空气进换热器的温度 T，对增加等温节流效应有明显 的作用。 z若用一次节流循环液化转化温 度低于环境温度的气体，需采用 外部的辅助冷却剂进行预冷，以 提高循环的经济性。 z对于空气节流液化循环，一般 采用二氧化碳、氨、氟利昂(或 替代工质)制冷机组进行预冷， 可使高压空气的温度降低至40～-50℃，再进入换热器。
Chapter 4 气体的制冷与液化循环
低温气体制冷循环 — 以制取冷量为目的的制冷循环，没有液态产品从制冷 机中输出
气体液化循环 — 以获取液化气体为目的的制冷循环
气体制冷与液化循环的四种基本类型 — 节流循环 — 带膨胀机的循环 — 利用气体制冷机的循环 — 采用逐级冷却的复叠循环
1
19
Chapter 4.3 等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环
柯林斯(Collins-1946美国)氦液化循环
采用多级膨胀机和节流阀结合 的氦液化循环，膨胀机的台数 视氦的入口压力决定，一般可 采用2～5台膨胀机。 用得最广泛的柯林斯流程是采 用两台膨胀机、四级冷却，其 中温度最高的第一级可用液氮 预冷，温度最低的一级采用节 流阀，其余为两台在不同温区 工作的膨胀机。
一次节流循环(简单林德循环) 压缩机功耗
−W qm
= T1 ( s1 − s2 ) − (h1
− h2 )
系统的制冷量
( ) ( ) Q0 = qmT4 sg − s4 = qm hg − h4
Q0 = qm (h1 − h2 )
T-s图
6
Chapter 4.1 节流循环
一次节流循环(简单林德循环) 压缩机功耗
21
Chapter 4.4 复叠液化循环
一种天然气液化循环 经过净化处理的天然气相继被 气化的丙烷、乙烯和甲烷所冷 却。这些用来预冷的每种液化 气体，利用类似如图a所示的制 冷循环来液化。
22
Chapter 4.4 复叠液化循环
制冷剂温位级数的影响
增加所用制冷剂温度位的级数，复叠循环的效率可得到显著的改善 9温位冷却的复叠循环的功耗一般为3温位复叠循环时的80％
9
Chapter 4.1节流循环
有预冷的一次节流循环
10
Chapter 4.1节流循环
有预冷的一次节流循环 以图中红框部分作能量平衡
( ) qmh2 + qmrhd = qm − qmf h1 + qmr ha + qmr hf
液化率
y=
h1 − h2 h1 − h f
+ qmr qm
⎜⎜⎝⎛
12
Chapter 4.2 等熵膨胀循环
13
Chapter 4.3 等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环
克劳特(Claude-1902法国)循环 （制冷机）
qmh2 + Q0 = qmh1 + We
We = qme (h3 − he )
−W qm = ⎡⎣T1 ( s1 − s2 ) − (h1 − h2 )⎤⎦ − x (h3 − he )
20
Chapter 4.4 复叠液化循环
经典复叠循环 生产液空的第一个液化系统 1933年基索姆(Keesom)提出用 氨将1.9MPa的乙烯液化，用液乙 烯 将 2.5MPa 下 的 甲 烷 液 化 ， 最 后用液甲烷将l.86MPa的氮气液 化 另 一 种 可 能 的 复 叠 法 是 采 用 R22、Rl3和Rl4来将氮、空气或 氧气液化
−W qm = ⎡⎣T1 ( s1 − s2 ) − (h1 − h2 )⎤⎦ − x (h3 − he ) 15
Chapter 4.3 等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环
海兰德(Heylandt-1906德国)循环 20MPa，x=60%，T2≈环境温度（高温膨胀和等熵膨胀的组合循环
− h2 )
系统的制冷量
T-s图
4
Chapter 4.1 节流循环
一次节流循环(简单林德循环) 压缩机功耗
−W qm
= T1 ( s1 − s2 ) − (h1
− h2 )
系统的制冷量
( ) ( ) Q0 = qmT4 sg − s4 = qm hg − h4
T-s图
5
Chapter 4.1 节流循环
Chapter 4.1 节流循环
一次节流循环（简单林德循环/林德-汉普逊循环）
2
Chapter 4.1 节流循环
T-s图
一次节流循环(简单林德循环) 压缩机功耗=？
3
Chapter 4.1 节流循环
一次节流循环(简单林德循环) 压缩机功耗
−W qm
= T1 ( s1 − s2 ) − (h1
卡皮查(Kapitza-1937苏联)循环
去除了基本型克劳特循环中的第三或低温换热器，带有高效率透平膨胀机的 低压液化循环
17
Chapter 4.3 等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环
卡皮查(Kapitza)循环
除了用透平膨胀机取代了活塞式膨胀机之外，卡皮查系统中的第一(或高 温)换热器，实际上是一套二台切换操作的蓄冷器，它将冷却过程与净化过 程结合起来。 卡皮查循环通常采用较低的操作压力，大约为0.7MPa。由于采用的压力较 低，其等温节流效应与膨胀机绝热焓降均较小，循环的液化率不会超过5.8 ％。
−W qm
= T1 ( s1 − s2 ) − (h1
− h2 )
系统的制冷量
( ) ( ) Q0 = qmT4 sg − s4 = qm hg − h4
Q0 = qm (h1 − h2 )
理想条件下的制冷系数
T-s图
ε
=
Q0 −W
=
T1
(
s1
−
h1 s2
− h2
)−(
h1
−
h2
)
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Chapter 4.1 节流循环
qme = x
qm
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Chapter 4.3 等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环
克劳特(Claude-1902法国)循环 （液化器） 4MPa，60%-80% 气体进膨胀机
( ) ( ) qmh2 = qm − qmf h1 + qme h3 − he + qmf hf
( ) ( ) y = (h1 − h2 ) h1 − hf + x ⎡⎣(h3 − he ) h1 − hf ⎤⎦