上海交通大学：《制冷原理与技术》课程教学资源（PPT课件）第三章 低温原理与技术 第二节 低温制冷机

第二节低温制冷机 3.2.1焦耳一汤姆逊制冷系统 32.2膨胀机制冷系统 制 3.2.3斯特林制冷机 冷 3.2.4维尔米勒制冷机 原 3.2.5索尔凡制冷机 理:13.2.6吉福特麦克马洪制冷机 设则327脉冲管制冷机 与 3.2.8热声制冷机 术 3.2.9吸附式制冷机 3.2.10磁制冷“ 3.2.11稀释制冷机

制冷原理与技术 第二节 低温制冷机 3.2.2 膨胀机制冷系统 3.2.1 焦耳 -汤姆逊制冷系统 3.2.3 斯特林制冷机 3.2.4 维尔米勒制冷机 3.2.7 脉冲管制冷机 3.2.6 吉福特 -麦克马洪制冷机 3.2.8 热声制冷机 3.2.9 吸附式制冷机 3.2.10 磁制冷 3.2.11 稀释制冷机 3.2.5 索尔凡制冷机

o32.1焦耳汤姆逊制冷系统 L焦耳汤姆逊( Joule-thomson,简写为J-T) 制冷机不使用膨胀机的液化系统,依赖于焦耳 汤姆逊效应来产生低温。。。2A 制冷原理与技术 换热器 膨胀阀 蒸发器 液体 图3-68林德汉普森制冷机

制 冷 原 理 与 技 术 3.2.1 焦耳-汤姆逊制冷系统 焦耳-汤姆逊(Joule-Thomson, 简写为J-T) 制冷机:不使用膨胀机的液化系统，依赖于焦耳 -汤姆逊效应来产生低温。 图3-68 林德-汉普森制冷机

压缩机个Qr换热器 V膨胀阀 蒸发器 液体 Qa 图3.68林德-汉普逊制冷机

制冷原理与技术

运用热力学第一定律: rO,=m(h,h,)o 78) >换热器效率定义为:E=b (3.79) h, -h 制冷原理与技术 >制冷量可由工质物性与热交换器效率来表示: Qa/m=(h-h2)-(1-8)h1-h2)(3.80) >系统所需功为:-W7(S1-2)=(4-h2)(3.81) >林德汉普森制冷机的CP为:。 CODs、O.24-h2)-(1-8)(-h刀 1(③ 82) 2W7(8-S)-(b-h)

制 冷 原 理 与 技 术 ➢运用热力学第一定律: Qa = m(h − h ) ' 1 2 ➢换热器效率定义为:  = − − h h h h g g 1 1 ' ➢制冷量可由工质物性与热交换器效率来表示： Qa m h h h hg / = ( − ) − ( − )( − ) 1 2 1 1  ➢系统所需功为: − = W − − − m T s s h h c o 2 1 2 1 2 ( ) ( )  , ➢林德-汉普森制冷机的COP为: COP Q W h h h h T s s h h a c o g = − = − − − − − − −   , [( ) ( )( )] ( ) ( ) 1 2 1 1 2 1 2 1 (3.78) (3.79) (3.80) (3.81) (3.82)

图3-69林德-汉普森制冷的热力循环图 2产温过程 制冷原理与技术 等过程 5一

制 冷 原 理 与 技 术 图3-69 林德-汉普森制冷的热力循环图

O>预冷的重要作 用:对于比液氮所 压缩机 能得的温度更低 的场合,合适可 制行的工质只能为 冷氢和氯由 预冷浴 原产生热效应,为 液体 理啊了系统能够起动 降温,必须将气 与《体温度降低到转 技化温度以下以保 术证节流制冷。 滴发器 液体 )图3-70·预冷型林德汉普森制冷机

制 冷 原 理 与 技 术 图3-70 预冷型林德-汉普森制冷机。 ➢预冷的重要作 用:对于比液氮所 能得的温度更低 的场合，合适可 行的工质只能为 氖、氢和氦。由 于常温下节流会 产生热效应，为 了系统能够起动 降温，必须将气 体温度降低到转 化温度以下以保 证节流制冷

压缩机 液体 预冷浴 液体蒸发器 图3.70预冷型林德-汉普逊制冷机

制冷原理与技术

图3-71预冷型林德-汉普森制冷机的热力循环图 等温过程 制冷原理与技术 等焓过程

制 冷 原 理 与 技 术 图3-71 预冷型林德-汉普森制冷机的热力循环图

一少运用热力学第一定律,可得到: Q=m(h1-h2)+m2(hn’-h) (3.83) 定义预冷制冷剂质量流量比为:z=mn/m 争值 制 h’-h h-h,。 (3.85,3.86 冷 h1-h2 原2m=1=)(=8=)+-)-0-6=b 理>由低温换热器和蒸发器得:1:(88 与 技测 形(8 术 引入低温换热器的效率:6。h2-h (3.89) >制冷量可表示为: :Qn1m=(h-h)(1-6)h2一h2)(8.0

制 冷 原 理 与 技 术 ➢运用热力学第一定律，可得到 : Qa = m h −h + mp ha −hb ( ' ) ( ' ) 1 2 ➢定义预冷制冷剂质量流量比为: z = mp / m  = − − h h h h g g 1 1 '  p a e a e h h h h = − − ' Q m h h h h z h h h h a g a b p a e / = ( − ) − ( − )( − ) + [( − ) − ( − )( − )] 1 2 1 1  1  ➢由低温换热器和蒸发器得: 7 4 Qa / m = h − h ➢制冷量可表示为: Qa m h h c h hg / = ( − ) − ( − )( − ) 7 4 1 7  ➢引入低温换热器的效率:  c g g h h h h = − − 7 7 ' (3.83) (3.85,3.86) (3.87) (3.88) (3.89) (3.90)

更低的温度 ←压縮机 可用三级复迭 制冷机得到, 制以氮(或氩), 换热器 冷氢(或氖)和 氦为工质。 预冷令浴 液氮 原理与技术 换热器 预冷浴 氢 图3-72三级JT 蒸发器 液氨制冷机。 液氢 9

制 冷 原 理 与 技 术 更低的温度 可用三级复迭 制冷机得到， 以氮（或氩）， 氢（或氖）和 氦为工质。 图3-72 三级J-T 液氦制冷机