压缩空气制冷循环
热力学复习题
欢迎共阅《工程热力学》复习题汇总一填空题1．热力系统：忽略家用电热水器的表面散热，取正在加热不在使用的电热水器为控制体，（不包括电加热器），这是系统，把电加热器包括在研究对分装有许多隔板，每抽去一块隔板，让气体先恢复平衡再抽去下一块，问此过程为，理由为。
7．闭口系统热力学第一定律表达式：，稳流开口系统的热力学第一定律表达式为：；开口系统工质跟外界交换的技术功包括，可逆过程技术功的计算式为：；8 闭口容器内的气体从热源吸收了100kJ的热量，并对外膨胀作功消耗了40kJ，其中克服摩擦功5kJ，假设摩擦产生的耗散热全部用于增加工质的热力学能，根据闭口系统能量守恒方程式，系统热力学能增加量为。
工临界流速临界声速。
14．活塞式压缩机中，因的存在，使产气量降低，但理论上对单位质量气体耗功影响。
15．活塞式内燃机有三个循环特征性能参数，分别为。
16．活塞式内燃机循环过程与燃气轮机循环过程的主要区别可概括为。
17．刚性绝热气缸-活塞系统，B侧设有电热丝,判断下列4种情况分别是什么热A 0.06 MPaB 0.04MPaC 0.14 Mpa3.理想气体在某一过程中吸入3100kJ的热量，同时内能增加了150kJ，该过程是（）：A 膨胀过程，B 压缩过程C定容过程4．理想气体在某过程中吸入100kJ的热量，对外输出100kJ的功，此过程是（）。
A压缩过程 B 绝热过程 C 定温过程5.一绝热刚体容器用隔板分成两部分，左边盛有高压理想气体，右边为真空，10．理想气体经某可逆过程后，其Δu和Δh的变化量为0，此过程为（）；若Δs=0，则此过程为（）；如w t=0，过程为（）；若w=0，过程为（）。
A定容过程，B定压过程，C定温过程，D绝热过程11．某理想气体经历了一个内能不变的热力过程，则该过程中工质的焓变（）A 大于零，B 等于零C小于零12. 单位千克理想气体可逆绝热过程的技术功等于A-Δh B Δu C Δh D -Δu13. 对于理想气体，下列各说法是否正确（）17．有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单一热源吸收1000kJ的热，并输出1200kJ的功，这台热机（）。
工程热力学研究生考试基本分析题
第一章1，状态参数① 压力p ，温度T 和体积V —— 基本状态参数（强度量） ② 热力学能（内能）U ，焓H 和熵S —— 广延量状态参数 2，准平衡过程是无限接近平衡的过程1， 简述热力学状态参数的概念，并列举出热力学中常用的状态参数和过程参数。
2， 什么是湿空气的绝对湿度和相对湿度？3， 水蒸气性质的“一点二线三个区域五个状态”指的是什么？它是否具有普遍意义？4， 压缩空气制冷循环中为什么不用节流阀代替膨胀机？ 5， 蒸汽动力循环再热的目的是什么？画T-S 图加以说明6， 什么是卡诺循环（在T-S 图上画出并用文字说明）？如何求其热效率？7， 焓的定义是为H=8， 对于入口形状为亚声速的气流，应选用__________形状的扩压管9， 热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？分别写出其中其数学表达式各两个。
10， 准静态过程和可逆过程的联系和区别。
11， 下列计算式的适用条件是什么？p h c T ∆=∆ q dh vdp δ=-q u w =∆+ q u w δδδ=+q u pdv δδ=+ ()q du d pv δ=+()q dh d pv δ=- 12， 什么是滞止温度？13， 什么是熵增原理，它有何意义？14， 什么是压气机容积效率？15， 平衡状态和均匀状态有何异同？16， 状态参数和过程量有何不同？常用的状态参数中哪些是可以直接测量的，哪些又是不可以直接测量的?17， 燃气在轮机动力循环中，一般采取什么措施提高热效率？（至少描述其中三个措施）18， 汽油机的热效率为什么一般比柴油机低?19， 试写出技术功的表达式，说明技术功与膨胀功、流动功及轴功的关系20， 什么叫定熵滞止参数？在定熵流动过程中，管道各截面上的滞止参数是否都相同？21， 实际工质绝热节流前后状态参数如何变化？22， 理想气体经绝热节流后，其温度、压力、热力学能、焓、熵如何变化？23， 画出朗肯循环的T-S 图，并通过图说明蒸汽初、终参数对循环热效率的影响？24， 在给定的定熵流动过程中，流动截面中每个截面的滞止参数是否都相等？为什么？25， 什么是活塞式压气机的定温效率？26， 蒸汽动力循环采用再热的目的是什么？画T-S 图加以说明 27， 冬季若室内温度保持在20℃，室外温度为 -10℃，用热泵供暖其性能系数理论上最大可达多少？28， 什么是热力系统？29， 膨胀功和技术功的不同之处是什么？30， 焓的定义？焓代表的物理意义?31， 比较任意多热源间可逆循环与卡诺循环的特点及经济性（以两者的最高和最低温度为准）？32， 叙述孤立系统的熵增原理？33， 写出水工质气化潜热的定义。
空气压缩循环冷风原理
空气压缩循环冷风原理冷风是一种通过压缩空气来提供冷却效果的技术。
它的原理是利用空气的特性，在压缩过程中产生热量，并通过冷却装置将热量散发出去，从而实现降温的效果。
本文将介绍空气压缩循环冷风的工作原理及其应用。
一、工作原理空气压缩循环冷风主要包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组件。
其工作过程如下：1. 压缩机工作：压缩机将低温低压的气体抽入，然后通过提高气体的压力和温度来增加气体的能量。
在这个过程中，压缩机产生的热量会使气体温度升高。
2. 冷凝器冷却：压缩过程中产生的热量需要散发出去，这一步通过冷凝器来实现。
冷凝器中通过外界的冷却介质（如水或空气）来吸收热量，使得气体温度降低。
3. 膨胀阀调节：经过冷凝器的冷却后的气体进入膨胀阀，膨胀阀的作用是将气体的压力降低，使得气体能够进入蒸发器。
4. 蒸发器降温：在蒸发器中，低压低温的气体与外界空气进行热交换，从而使得气体的温度进一步降低。
这样，通过蒸发器产生的冷气就可以用于降低环境温度。
二、应用领域空气压缩循环冷风技术在很多领域都有广泛的应用。
1. 家用空调：家用空调是最常见的应用之一。
通过空气压缩循环冷风原理，空调可以将室内的热量吸收，然后通过冷凝器和蒸发器来降低室内的温度，从而提供舒适的环境。
2. 工业领域：空气压缩循环冷风技术也被广泛应用于工业领域。
例如，厂房内的空调系统、冷冻设备等都可以采用这种原理来实现冷却效果。
3. 制冷设备：一些制冷设备，如冰箱、冷冻柜等，也采用了空气压缩循环冷风原理。
通过这种原理，制冷设备可以将热量从内部排出，从而实现对物品的冷却和保鲜。
4. 汽车空调：汽车空调系统也采用了空气压缩循环冷风技术。
通过压缩机、冷凝器、蒸发器等组件，汽车空调可以将车内的热量排出，提供舒适的驾驶环境。
三、优势与局限空气压缩循环冷风技术具有一些明显的优势。
它是一种环保的冷却方式，不需要使用化学制剂或其他对环境有害的物质。
其次，空气压缩循环冷风技术具有较高的能效，能够在降温的同时节约能源。
压缩空气制冷循环
压缩空气制冷循环压缩空气制冷循环以空气为工质，其循环的装置简图见图6-21，循环的图和图如图6-22所示。
从冷库出来的空气状态为1，其温度（为冷库温度）压力为，接着进入压缩机进行压缩，升温升压到、，再进入冷却器进行定压放热，温度下降到（=），然后进入膨胀机实现膨胀，使压力下降到，温度进一步下降到最后进（），入冷库进行定压吸热过程完成循环。
循环的最高压力与最低压力之比称作增压比，用表示。
进行循环分析时，为突出主要问题，假定所有的过程都是可逆过程、在压缩机内的压缩过程及膨胀机内的膨胀过程均为可逆绝热过程并且空气可作为比热容取定值的理想气体。
压缩空气理想制冷循环的构成与燃气轮机装置定压加热理想循环一样仅是方向相反？是的，在热力学分析上，压缩空气制冷循环可以视为布雷敦逆循环。
参看图6-22，循环中工质从低温热源（冷库）吸热量亦即循环中工质的制冷量：排向高温热源的热量为压气机消耗的功为膨胀气缸中回收的功为所以，循环消耗的净功是因此，循环的制冷系数为考虑到1-2,3-4都是可逆绝热过程，因而有将之代入制冷系数表达式可得(6-20)上式表明，循环增压比越小，制冷系数越大。
但增压比越小，单位质量工质的制冷量也越小。
当由（/）下降到（/）时制冷量也由面积1-4-4’-1’-1下降为面积1-9-9’-1’-1。
所以，不能太小。
在相同的低温热源（冷库）和高温热源之间工作的卡诺逆循环的制冷系数为与式(6-20)比较，因为，所以，这里再次看到相同温度两热源（和）之间卡诺逆循环的制冷系数最大。
压缩空气制冷循环的制冷量为 (6-21)式中，是循环工质的质流量。
可见制冷量取决于温差和质流量。
工程热力学课件11 制冷循环
理想气体
p 2‘
T
2‘
绝热膨胀，温度降低
1 6 1 2 4 3 v 2 s
5
T
转回温度曲线
实际气体
TH
冷效应区
N
热效应区
TL p pN
p
经济性指标最高的逆向循环是同温限 间的逆向卡诺循环。通常制冷循环以环境 为高温热源（T1=T0），因此在以T0为高 温热源、Tc为低温热源间的逆向卡诺循环 的制冷系数：
膨 胀 阀
压缩机
w
4
q2
1
蒸发器
1-2: 2-3: 3-4: 4-1:
制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 制冷剂在蒸发器中的定压定温气化过程
4 1 3 2
q2 wnet
单位质量制冷剂在冷凝器中放热量：
T
2
q1＝ h2-h3
单位质量制冷剂在蒸发器中吸热量：
1 h
过冷度愈大,制冷系数增加愈多。制冷剂液体离开冷凝 器的温度取决于冷却介质的温度,过冷度一般很小。多数制冷
装置专设一回热器,使从冷凝器出来的制冷剂液体通过回热器 进一步冷却,增大过冷度。回热器的冷却介质通常为离开蒸发 器的低温低压蒸气。
3 4 1
2
热泵供热原理
在所有制冷装置的工作过程中，热从冷藏室取 出并传给较高温度的环境。因此，实现制冷循环的 结果不仅使放出热量的物体被冷却，而且使吸收热 量的物体被加热。根据这个原理，可利用逆循环实 现将热从低温冷源向高源热源的输送。这种目的在 于输送热量给被加热对象(如室内供暖)的装置称为 热泵。向高温热源输送的热量qH，等于取自低温冷 源(如大气环境)的热量qL与实现逆循环从外界输入 功量wnet 之和，即qH=qL+wnet 。热泵就其实质来看， 和制冷装置完全一样，只是两者工作的温度范围不 同。制冷装置工作的上限温度为大气环境温度，其 目的系从冷藏室吸热，以保持冷藏室低温(下限温度) 恒冷；热泵工作的下限温度为大气环境温度，其目 的是向暖室放热，以保持暖室温度(上限温度)恒暖。
制冷循环
目录一、制冷循环的工作原理 (1)二、压缩式制冷 (3)三．吸收式制冷 (5)四、其他制冷方式 (6)1、蒸汽喷射制冷 (6)2、空气压缩制冷 (7)3、声能(热声效应)制冷技术 (8)4、热管式制冷技术 (10)5、磁制冷技术 (10)6、吸附式制冷 (11)7、热电制冷 (12)浅谈制冷循环生活中，存在着各种制冷循环，电冰箱、空调、汽车等，它与我们的生活密切相关。
通过对制冷循环的研究与改进，可以有效地实现节能降耗。
一、制冷循环的工作原理与动力装置相反，制冷循环装置是通过外界对系统提供能量，使制冷工质将热量从低温物体（如冷库等）移向高温物体（如大气环境）的循环过程，从而将物体冷却到低于环境温度，并维持此低温。
制冷循环由压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程组成。
就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断的在蒸发器处吸热汽化，进行制冷降温。
逆卡诺循环是理想制冷循环，它的工作过程如下：绝热压缩过程1'—2'，制冷剂的温度由T0'升至Tk'，外界输入功w ；等温冷凝过程2'—3'，制冷剂在等温Tk'向高温热源放出热量qk'；绝热膨胀过程3'—4'，制冷剂的温度由Tk‘降至T0’，膨胀机输出功we ；等温蒸发过程4'—1'，制冷剂在等温T0'吸收低温热源中的热量q0'制冷循环的重要参数是制冷系数， 制冷系数是指单位功耗所能获得的能量，也称制冷性能系数，用符号COP 表示，它是制冷系统（制冷机）的一项重要技术经济指标。
制冷性能系数大，表示制冷系统（制冷机）能源利用效率高。
逆卡诺循环的制冷系数： )0/(0))(0/()(0/q0'''''''c T Tk T S S T Tk S S T W b a b a c -=---==ε在一定的环境温度下，冷库温度越低，制冷系数就越小。
工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题
工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题校内本科班工程热力学复习题答案整理（判断题和简答题部分）一、判断正误，并解释原因（5 题，4 分每题）1、热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。
答：错误。
因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。
详见P162、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其相互间的碰撞是弹性的。
答：错误。
理想气体是些弹性的、不具体积的质点，存在质量。
3、从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略，则这种气体就可以视为理想气体。
高空大气层内气体十分稀薄，满足上述要求，故可以视为理想气体，可用经典热力学知识处理有关问题。
答：正确。
详见P61-P624、理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“n pv=常数”来描述其过程特点。
答：错误。
只有当n pv中的n为常数时才可以用来描述。
正确。
当考察的过程时微元过程时。
容要大于临界状态下的相应值。
正确。
对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。
10、对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。
答：错误。
当背压下降至临界压力P时，流量达cr最大。
若背压再下降，则流量保持不变。
11、如果气体能够在活塞式压气机的气缸内实现定温压缩，则没必要采用分级压缩了。
答：错误。
分级压缩主要是为了减小余隙容积对产气量的影响；可以通过中间冷却的方式实现降温。
所以仍需要分级压缩。
详见P27412、气体压缩时采用分级压缩后对压缩气体的生产量没有影响。
答：错误。
因为分级压缩可以提高容积效率，即可以提高压缩气体的生产量。
13、压缩蒸汽制冷循环中，由于制冷剂流过节流阀后其焓和熵都会增大，所以会使制冷系数和制冷能力下降，因此最好用膨胀机代替之。
答：错误。
制冷剂流过节流阀后其焓保持不变。
不应用膨胀机压缩，目的是简化装置和提高装置运行的可靠性。
详见P35414、根据对应态原理，两个对比态参数对应相等的物质就是热力学相似物质。
工程热力学思考题答案,第十一章
第十一章 制冷循环1、家用冰箱的使用说明书上指出,冰箱应放置在通风处,并距墙壁适当距离,以及不要把冰箱温度设置过低,为什么？答:为了维持冰箱的低温,需要将热量不断地传输到高温热源(环境大气),如果冰箱传输到环境大气中的热量不能及时散去,会使高温热源温度升高,从而使制冷系数降低,所以为了维持较低的稳定的高温热源温度,应将冰箱放置在通风处,并距墙壁适当距离。
在一定环境温度下,冷库温度愈低,制冷系数愈小,因此为取得良好的经济效益,没有必要把冷库的温度定的超乎需要的低。
2、为什么压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环？答:由于空气定温加热与定温放热不易实现,故不能按逆向卡诺循环运行。
在压缩空气制冷循环中,用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程。
3、压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀机,压缩空气制冷循环就是否也可以采用这种方法？为什么？答:压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机。
工质在节流阀中的过程就是不可逆绝热过程,不可逆绝热节流熵增大,所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。
而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中,因为工质的干度很小,所以能得到的膨胀功也极小。
而增加一台膨胀机,既增加了系统的投资,又降低了系统工作的可靠性。
因此,为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流。
4、压缩空气制冷循环的制冷系数、循环压缩比、循环制冷量三者之间的关系如何？答:压缩空气制冷循环的制冷系数为:()()142314-----o o net k o q q h h w q q h h h h ε===(a) (b) 压缩空气制冷循环状态参数图空气视为理想气体,且比热容为定值,则:()()142314T T T T T T ε-=--- 循环压缩比为:21p p π=过程1-2与3-4都就是定熵过程,因而有:1322114k k T T P T P T -⎛⎫== ⎪⎝⎭ 代入制冷系数表达式可得:111k k επ-=- 由此式可知,制冷系数与增压比有关。
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压缩空气制冷循环
压缩空气制冷循环以空气为工质，其循环的装置简图见图6-21，循环的
图和图如图6-22所示。
从冷库出来的空气状态为1，其温度（为冷库温度）压力为，接着进入压缩机进行压缩，升温升压到、，再进入冷却器进行定压放热，温度下降到（=），然后进入膨胀机实现膨胀，使压力下降到，温度进一步下降到最后进（），入冷库进行定压吸热过程完成循环。
循环的最高压力与最低压力之比称作增压比，用表示。
进行循环分析时，为突出主要问题，假定所有的过程都是可逆过程、在压缩机内的压缩过程及膨胀机内的膨胀过程均为可逆绝热过程并且空气可作为比热容取定值的理想气体。
压缩空气理想制冷循环的构成与燃气轮机装置定压加热理想循环一样仅是方向相反？是的，在热力学分析上，压缩空气制冷循环可以视为布雷敦逆循环。
参看图6-22，循环中工质从低温热源（冷库）吸热量亦即循环中工质的制冷量：
排向高温热源的热量为
压气机消耗的功为
膨胀气缸中回收的功为
所以，循环消耗的净功是
因此，循环的制冷系数为
考虑到1-2,3-4都是可逆绝热过程，因而有
将之代入制冷系数表达式可得
(6-20)
上式表明，循环增压比越小，制冷系数越大。
但增压比越小，单位质量工质的制冷量也越小。
当由（/）下降到（/）时制冷量也由面积1-4-4’-1’-1下降为面积1-9-9’-1’-1。
所以，不能太小。
在相同的低温热源（冷库）和高温热源之间工作的卡诺逆循环的制冷系数为
与式(6-20)比较，因为，所以，这里再次看到相同温度两热源（和）之间卡诺逆循环的制冷系数最大。
压缩空气制冷循环的制冷量为 (6-21)
式中，是循环工质的质流量。
可见制冷量取决于温差和质流量。