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    制冷系統的“焓”、“熵”弄明白了嗎?

      【中國制冷網】1、壓焓圖

      1、焓

      是一種能量,用來表明制冷劑所處狀態的熱力狀態參數,它表示制冷劑所具有總能量的大小;即:

      制冷劑的焓等于制冷劑內能與外能的總和(H=U+pV)。

      焓用符號“h”或“i”表示,單位是“J/kg”或“kJ/kg”。

      在熱力學中,焓的物理意義是指在特定溫度下物質所含有的熱量。
      在制冷過程中,制冷工質在系統中流動時,其內能和外功總是同時出現的,所以,引入“焓”這個狀態參數,可以使熱力計算得到簡化:

      dQ =dh(式中Q為熱量、h為焓、d為變量)

      焓是狀態參數,只與系統的初、終狀態有關而與過程無關。

      例如:某一制冷劑由狀態1(含熱量為h1)通過吸熱變化為狀態2(含熱量為h2),那么,其在吸熱過程中所吸收的熱量(熱變量)dQ就是吸熱前與吸熱后兩個狀態點的焓差;

      即:dQ = h2– h1,而與吸熱的過程沒有關系。

      2、制冷系統熱力計算——焓的使用

    制冷系統的“焓”、“熵”弄明白了嗎?

    制冷系統的“焓”、“熵”弄明白了嗎?


      上圖為某制冷系統的壓焓圖,再來看看這些狀態點的參數:

    制冷系統的“焓”、“熵”弄明白了嗎?

      那么制冷系統的單位制冷量我們就可以算出來了:

      如果有了制冷劑的流量,我們就可以計算出制冷系統的制冷量了。

      2、溫熵圖

      1、熵

      是一種用來表明制冷劑所處狀態的熱力狀態參數,用符號“s”表示,單位“J/kg·K”或“kJ/kg·K”。

      熵所描述的是在某一溫度條件下制冷劑所具有的熱量。

      當制冷劑吸收熱量時,熵值增大;

      制冷劑放出熱量時,熵值減小;

      制冷劑既不吸熱也不放熱,熵值就不會變化。

      壓縮機在壓縮的過程,是制冷劑從低壓到高壓的過程,此時的制冷劑既不吸熱也不放熱,所以壓縮機的壓縮過程是一個等熵壓縮的過程。

      制冷劑在狀態變化過程中吸收或放出的熱量“dQ”和此時制冷劑的熱力學溫度“T”的比值,就是熵的變化量,即:

      ds =dQ/T = s2 – s1   
      那么:dQ =ds·T =(s2 – s1)T

      也就是說,物質吸收或放出的熱量,等于物質的熱力學溫度和熵的變化量的乘積。

      2、制冷系統溫-熵圖: T-S 圖

      制冷系統熱力循環在T-S 圖上的表示:

    制冷系統的“焓”、“熵”弄明白了嗎?
    制冷系統的“焓”、“熵”弄明白了嗎?

    制冷系統的“焓”、“熵”弄明白了嗎?

      壓焓圖曲線的含義可以用一點(臨界點)、二線(飽和液體線、飽和蒸汽線)、三區(液相區、兩相區、氣相區)、五態(過冷液狀態、飽和液狀態、過熱蒸汽狀態、飽和蒸汽狀態、濕蒸汽狀態)和八線(等壓線、等焓線、飽和液線、飽和蒸汽線、等干度線、等熵線、等比體積線、等溫線)來概括。

      臨界點K和飽和曲線

      臨界點K為兩根粗實線的交點。在該點,制冷劑的液態和氣態差別消失。

      K點左邊的粗實線Ka為飽和液體線,在Ka線上任意一點的狀態,均是相應壓力的飽和液體;K點的右邊粗實線Kb為飽和蒸氣線,在Kb線上任意一點的狀態均為飽和蒸氣狀態,或稱干蒸氣。

      三個狀態區

      Ka左側——過冷液體區,該區域內的制冷劑溫度低于同壓力下的飽和溫度;

      Kb右側——過熱蒸氣區,該區域內的蒸氣溫度高于同壓力下的飽和溫度;

      Ka和Kb之間——濕蒸氣區,即氣液共存區。該區內制冷劑處于飽和狀態,壓力和溫度為一一對應關系。

      在制冷機中,蒸發與冷凝過程主要在濕蒸氣區進行,壓縮過程則是在過熱蒸氣區內進行。

      六組等參數線

      制冷劑的壓-焓(LgP-E)圖中共有八種線條:

      等壓線P(LgP) 等焓線(Enthalpy) 飽和液體線(Saturated Liquid) 等熵線(Entropy)

      等容線(Volume) 干飽和蒸汽線(Saturated Vapor) 等干度線(Quality) 等溫線(Temperature)

     ?。?)等壓線:圖上與橫坐標軸相平行的水平細實線均是等壓線,同一水平線的壓力均相等。

     ?。?)等焓線:圖上與橫坐標軸垂直的細實線為等焓線,凡處在同一條等焓線上的工質,不論其狀態如何焓值均相同。

      (3)等溫線:圖上用點劃線表示的為等溫線。等溫線在不同的區域變化形狀不同,在過冷區等溫線幾乎與橫坐標軸垂直;在濕蒸氣區卻是與橫坐標軸平行的水平線;在過熱蒸氣區為向右下方急劇彎曲的傾斜線。

     ?。?)等熵線:圖上自左向右上方彎曲的細實線為等熵線。制冷劑的壓縮過程沿等熵線進行,因此過熱蒸氣區的等熵線用得較多,在lgp-h圖上等熵線以飽和蒸氣線作為起點。

      (5)等容線:圖上自左向右稍向上彎曲的虛線為等比容線。與等熵線比較,等比容線要平坦些。制冷機中常用等比容線查取制冷壓縮機吸氣點的比容值。

     ?。?)等干度線:從臨界點K出發,把濕蒸氣區各相同的干度點連接而成的線為等干度線。它只存在與濕蒸氣區。

      上述六個狀態參數(p、t、v、x、h、s)中,只要知道其中任意兩個狀態參數值,就可確定制冷劑的熱力狀態。在lgp-h圖上確定其狀態點,可查取該點的其余四個狀態參數

      再補充一個小知識點:

    制冷系統的“焓”、“熵”弄明白了嗎?

    標簽: 制冷設備  

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