上海水产大学：《食品冷冻冷藏原理与技术》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 蒸气压缩式制冷循环

第一章蒸气压缩式制冷循环 第一章

第一章 第一章 蒸气压缩式制冷循环

本章介绍单、双级蒸气制冷循环 的特性及热力计算方法。着重分析理 论循环,并讨论理论循环和实际循环 的差别,此外还介绍了复叠式制冷循 环的组成及其应用 第一章

第一章 本章介绍单、双级蒸气制冷循环 的特性及热力计算方法。着重分析理 论循环，并讨论理论循环和实际循环 的差别，此外还介绍了复叠式制冷循 环的组成及其应用

第一节逆向卡诺循环—制冷机 的理想循环 正向循环、逆向循环 动力循环,即将热量转化成机械功的循环是正循环。在温—熵图或压一焓图上,循环的 各个过程都是依此按顺时针方向变化的。 焫向循环是一种消耗功的循环。在温—熵图或压-焓图上,循环的各个过程都是依此按 逆时针方向变化的。 可逆循环、不可逆循环 内部不可逆ε制冷剂在流动或状态变化的过程中因摩擦、扰动及內部不平衡而引起的损失; 外部不可逆:在蒸发器、冷凝器等热交换器中有温差的传热损失 第一章

第一章 第一节 逆向卡诺循环——制冷机 的理想循环 • 正向循环、逆向循环 动力循环，即将热量转化成机械功的循环是正循环。在温—熵图或压—焓图上，循环的 各个过程都是依此按顺时针方向变化的。 逆向循环是一种消耗功的循环。在温—熵图或压—焓图上，循环的各个过程都是依此按 逆时针方向变化的。 • 可逆循环、不可逆循环 内部不可逆：制冷剂在流动或状态变化的过程中因摩擦、扰动及内部不平衡而引起的损失； 外部不可逆 ：在蒸发器、冷凝器等热交换器中有温差的传热损失

、逆向卡诺循环 由热力学第二定律得: ①单热源的热机是不存在的,即利用一个热源 是无法完成循环过程的; ②热量不可能自发地、不付代价地、从一个低 温物体传到另一个高温物体,如果要实现这样一个 反向的过程,就必须要有一个消耗能量的补偿过程 第一章

第一章 一、逆向卡诺循环 由热力学第二定律得： ①单热源的热机是不存在的，即利用一个热源 是无法完成循环过程的； ②热量不可能自发地、不付代价地、从一个低 温物体传到另一个高温物体，如果要实现这样一个 反向的过程，就必须要有一个消耗能量的补偿过程

制冷机——实现制冷所必需的机器和设备 低温热源——被冷却物体 制冷剂 制冷机使用的工作介质 制冷循环——制冷剂在制冷系统中所经历的 系列热力过程 第一章

第一章 制冷机 ——实现制冷所必需的机器和设备 低温热源——被冷却物体 制冷剂 ——制冷机使用的工作介质 制冷循环——制冷剂在制冷系统中所经历的 一系列热力过程

在一定的热源温度下,需要怎样来 组织制冷机的工作循环,使获得单位 冷量所消耗的能量为最小,这是制冷 技术中一个很重要的问题。 第一章

第一章 在一定的热源温度下，需要怎样来 组织制冷机的工作循环，使获得单位 冷量所消耗的能量为最小，这是制冷 技术中一个很重要的问题

g=q0+w 研究逆向可逆循环的目的是为了寻找热力学上最完善的制冷 循环,作为评价实际循环效率高低的标准。 设被冷却物体的温度为T0,周围介质的温度为T,在这个温 度范围内,制冷机从被冷却物体中取出热量q并将它传递给 周围介质,为了完成这一循环所消耗的机械功为w,这部分功转变 成热量后和取出的热量a起传递给周围介质。因此,根据力学第 定律,可写出制冷机的热平衡式: q=40+ 式中q、q和—传递、取出的单位热量和消耗的单位机械功 (kJ/kg) 第一章

第一章 研究逆向可逆循环的目的是为了寻找热力学上最完善的制冷 循环，作为评价实际循环效率高低的标准。 设被冷却物体的温度为T’ 0，周围介质的温度为T’，在这个温 度范围内，制冷机从被冷 却物体中取出热量q0，并将它传递给 周围介质，为了完成这一循环所消耗的机械功为w，这部分功转变 成热量后和取出的热量q0一起传递给周围介质。因此，根据力学第 一定律，可写出制冷机的热平衡式： 式中 q、q0和——传递、取出的单位热量和消耗的单位机械功 （kJ／kg）。 q = q0 + w q = q0 + w (1—1)

逆向卡诺循环是理想的 制冷循环,现将逆向卡诺 循环表示在T-S图上,如 q 图1-1所示。它由二个可 逆的等温过程和二个绝热 等熵过程所组成的。 图1—1逆向卡诺循环 第一章

第一章 逆向卡诺循环是理想的 制冷循环，现将逆向卡诺 循环表示在T—S图上，如 图1—1所示。它由二个可 逆的等温过程和二个绝热 等熵过程所组成的。 图1—1 逆向卡诺循环

根据热力系统,可逆变化过程中熵的变量等于零这 热力学原理,可以写出逆向卡诺循环的熵变公式: go w+go go +\T (12) 式中为逆向卡诺循环所消耗的机械功,它等于压缩时所 肖耗的功减去膨胀时所作的功,即=k-p。因为按逆向卡 诺循环工作的制冷机,它所消耗的功为最小功,由式(1-—2) 可得: q (13) 第一章

第一章 式中为逆向卡诺循环所消耗的机械功，它等于压缩时所 消耗的功减去膨胀时所作的 功，即=k—p。因为按逆向卡 诺循环工作的制冷机，它所消耗的功为最小功，由式（1—2） 可得： 0 1 1 ' 0 ' ' 0 ' 0 0 ' 0 ' 0 0 ' =        − = + − +  = − = T T q T w T q T w q T q T q s系统       = −1 ' 0 ' min 0 T T w q （1—3） （1—2） 根据热力系统，可逆变化过程中熵的变量等于零这一 热力学原理，可以写出逆向卡诺循环的熵变公式：

二、有温差的制冷循环 在上面所讨论的逆向卡诺循环,是假定制 冷剂与热源之间的热交换在无限小的温差下进 行的,因此就需要热交换器的传热面积无限大, 这在实际情况下是不现实的。而制冷剂与周围 介质,制冷剂与被冷却物体之间总是存在着 定的温差,即有温差的制冷循环如图1—2所示。 第一章

第一章 二、有温差的制冷循环 在上面所讨论的逆向卡诺循环，是假定制 冷剂与热源之间的热交换在无限小的温差下进 行的，因此就需要热交换器的传热面积无限大， 这在实际情况下是不现实的。而制冷剂与周围 介质，制冷剂与被冷却物体之间总是存在着一 定的温差，即有温差的制冷循环如图1—2所示