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1、工程热力学第十讲山东大学机械工程学院过程装备与控制工程研究所,过程装备与控制工程专业,本讲内容,6 热力循环1 动力循环2 制冷循环3 热泵供热循环4 气体液化循环,学习要求,1 熟练掌握朗肯循环、回热循环、再热循环以及热电循环的组成。2 会利用蒸汽图表对循环进行热力分析和计算。3 掌握提高蒸汽动力循环热效率的方法和途径。熟悉热电联供循环。掌握空气和蒸汽压缩制冷循环的组成。掌握制冷系数的计算及提高制冷系数的方法和途径。了解制冷剂的热力学要求和环保要求。了解吸收制冷、蒸汽喷射制冷、热泵、空调原理。掌握气体液化循环的原理和特点。,6-1 动力循环,动力循环,动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得
2、的热量的一部分转换成对外的净功。研究目的：合理安排循环，提高热效率。动力循环的分类：,正向卡诺循环 理想可逆热机循环,循环示意图,4-1绝热压缩过程，对内作功,1-2定温吸热过程，q1=T1(s2-s1),2-3绝热膨胀过程，对外作功,3-4定温放热过程，q2=T2(s2-s1),气体卡诺循环,工质：气体效率：最高效率缺点：定温吸热和定温放热两个过程在实际上难以实现；在p-v图上，气体定温线与绝热线的斜率相差不大，所以每次完成的功较小。,蒸汽动力循环,蒸汽动力循环：以蒸汽为工质，在湿蒸汽区，可以克服气体卡诺循环的两个缺点。实际生产中不采用蒸汽卡诺循环。原因：湿蒸汽的绝热压缩难以实现，缺少压缩汽
3、水混合物的合适设备；定熵膨胀的末期，蒸汽湿度较大，对汽轮机工作不利；蒸汽比容比水大上千倍，压缩时设备庞大，耗功也大；由于上限温度受限于临界温度，温差不可能很大，因此热效率不高，每循环完成的功也不大。,朗肯蒸气动力循环系统,四个主要装置：锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵,锅炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,4,1,2,3,朗肯循环与卡诺循环比较,s,T,6,4,2,1,10,9,8,7,5,3,q2相同；q1卡诺 q1朗肯卡诺 朗肯；等温吸热41难实现,11点x太小,不利于汽机强度；12-9两相区难压缩；wnet卡诺小,卡诺 朗肯；wnet卡诺 wnet 朗肯,11,12,对比同温限1234,对比
4、5678,对比9-10-11-12,朗肯循环T-s和h-s图,4,3,2,1,T,s,h,s,1,3,2,4,朗肯循环功和热的计算,汽轮机作功凝汽器中的定压放热水泵绝热压缩耗功锅炉中的定压吸热,朗肯循环热效率的计算,一般很小，占0.81%，忽略泵功,实际蒸汽动力循环分析,s,T,5,3,2,2,4,1,1,1,4,实际蒸汽动力循环分析方法,热一律：热效率分析法热二律：1 熵分析法 2 Ex分析法,实际蒸汽动力循环热效率法,忽略泵功，可逆循环效率,汽机不可逆膨胀，汽机相对内效率,管道和节流，管道效率,锅炉散热和排烟，锅炉效率,整个实际蒸汽动力循环热效率,整个电厂热效率,机械效率,电机效率,热效率
5、,整个电厂热效率,如何提高朗肯循环的热效率？,影响热效率的参数？,p1,t1,p2,蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响,t1,p2不变，p1,s,T,6,5,4,3,2,1,缺点：对强度要求高x2 不利于汽轮机安全一般要求出口干度大于0.85 0.88,优点：T1 t v2，汽轮机出口尺寸小,蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响,p1,p2不变，t1,缺点：对耐热和强度要求高 v2，汽轮机出口尺寸变大目前最高初温一般在550左右,优点：T1 t v2，利于汽轮机安全,s,T,6,5,4,3,2,1,乏汽压力对朗肯循环热效率的影响,t1,p1不变，p2,缺点：p2 受环境限制现在大型机组p2为3.55kP
6、a，相应的饱和温度约为27 33，已接近可能达到的最低限度。冬天热效率高,优点：T2 t,s,T,6,5,4,3,2,1,提高循环热效率的途径,改变循环参数,提高初温度,提高初压力,降低乏汽压力,改变循环形式,回热循环,再热循环,改变循环形式,热电联产,燃气-蒸汽联合循环,新型动力循环,IGCC,PFBC-CC,.,朗肯循环的改进,朗肯循环热效率有限：乏汽的压力和温度受限于环境，降低的可能很小。提高初始压力虽然可以提高朗肯循环的效率，但是由于乏汽干度下降，对汽轮机的运行会产生不利后果。提高蒸汽进入汽轮机的初温又会对锅炉、管道、阀门的材质、强度提出更高的要求。存在两个温差吸热造成朗肯循环效率变低
7、。朗肯循环的改进：回热循环、再热循环等。,蒸汽回热循环,抽汽式回热,抽汽,去凝汽器,冷凝水,表面式回热器,蒸汽回热循环热力过程,(1-)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,由于T-s图上各点质量不同，面积不再直接代表热和功,蒸汽回热循环抽汽量计算,(1-)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,以混合式回热器为例,热一律,忽略泵功,蒸汽回热循环热效率计算,(1-)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,吸热量：,放热量：,净功：,热效率：,为什么抽汽回热热效率提高？,简单朗肯循环：回热朗肯循环：物理意义：kg工质100%利用,1-kg工质效率
8、未变。,蒸汽抽汽回热循环的特点,优点：提高热效率 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 可兼作除氧器缺点：循环比功减小，汽耗率增加 增加设备复杂性 回热器投资小型火力发电厂回热级数一般为13级，中大型火力发电厂一般为 48级。,蒸汽再热循环,蒸汽再热循环实体照片,蒸汽再热循环的热效率,再热循环本身不一定提高循环热效率，热效率与再热压力有关。x2降低，给提高初压创造了条件，可选取合适的再热压力。采用一次再热可使热效率提高25。,蒸汽再热循环的实践,再热压力 pb=pa(0.20.3)p1,p110MPa，一般不采用再热。,常见10、12.5、20、30万机组，p11
9、3.5MPa，一次再热。,超临界机组，t1600，p125MPa，二次再热。,蒸汽再热循环的定量计算,吸热量：,放热量：,净功（忽略泵功）：,热效率：,热电联产(供)循环,用发电厂汽轮机后的乏汽的余热来满足低热用户的需要。原因：乏汽的能量数量多，但由于压力和温度低，可用能很少，无法得到充分的利用。生活和生产中需要耗费大量燃料以产生大量温度不太高的热能。热电联供将二者结合起来，一方面产生动力，另一方面提供低品位的热能。由此节约的能量比因动力循环效率下降而损失的能量多，综合节能效果非常显著。,热电联产(供)循环,最简单的热电联产(供)循环是采用背压式汽轮机。,背压式机组(背压0.1MPa),热用户
10、为什么要用换热器而不直接用热力循环的水？,背压式缺点：热电互相影响 供热参数单一,热电联产(供)循环,抽汽式热电联供循环,可以自动调节热、电供应比例，以满足不同用户的需要。,热电联产(供)循环,热电联产(供)循环的经济性评价只采用热效率 显然不够全面,能量利用系数,但未考虑热和电的品位不同,应采用 Ex经济学评价,热电联产、集中供热是发展方向，经济环保,整体煤气化联合循环发电（IGCC）,IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。,整体煤气化联合循环发电（IGCC）,整体煤气化联合循环发电（IG
11、CC）,优点：效率高：在目前技术水平下，IGCC发电的净效率可达43%45，今后可望达到更高。污染低：污染物排放量仅为常规燃煤电站的1/10，二氧化硫排放在25mgNm3左右（目前国家二氧化硫为1200mgNm3），脱硫效率可达99%。氮氧化物排放只有常规电站的15%-20%，耗水只有常规电站的1/2-1/3，利于环境保护。缺点：投资较高，以大规模为佳；要求技术先进；厂用电较多。,增压流化床燃烧联合循环发电（PFBC）,增压流化床燃烧（PFBC）技术从原理上基本同常压流化床燃烧（AFBC）大体一致。采用增压（620个大气压）燃烧后，燃烧效率和脱硫效率得到进一步提高。燃烧室热负荷增大，改善了传热
12、效率，锅炉容积紧凑。除了可在流化床锅炉中产生蒸汽使汽轮机做功外，从PFBC燃烧室（也就是PFBC锅炉）出来的增压烟气，经高温除尘后，可进入燃气轮机膨胀做功。通过燃气/蒸汽联合循环发电，发电效率得到提高，目前可比相同蒸汽参数的单蒸汽循环发电提高34。因此，采用增压流化床燃烧联合循环（PFBC-CC）发电能较大幅度地提高发电效率，并能减少由于燃煤对环境的污染。,增压流化床燃烧联合循环发电（APFBC）,增压流化床燃烧联合循环发电（PFBC-CC）,东南大学最新科技成果增压流化床联合循环发电技术,6-2 制冷循环,广义热泵循环,制冷循环-逆向循环,在一定的热源温度下，需要怎样来组织制冷机的工作循环，
13、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。,制冷循环的计算内容,1,4,2,3,T2,T,s,T0,制冷量q2,耗净功w0,制冷量,循环放热量,循环耗净功,制冷系数,性能系数,制冷的应用,当冷冻温度大于100K，称普通冷冻；小于100K称深度冷冻。,用途：冷却、冷冻、冷藏。,制冷能力和冷吨,生产中常用制冷能力来衡量设备产冷量大小。制冷能力：制冷设备单位时间内从冷库取走的热量(kJ/s)。商业上常用冷吨来表示。1冷吨：1吨0饱和水在24小时内被冷冻到0的冰所需冷量。水的凝结（熔化）热 r=334 kJ/kg1冷吨=3.86 kJ/s1美国冷吨=3.517 kJ/s,制冷的
14、方法,冰、干冰、机械制冷,蒸气压缩式制冷,吸收式制冷,蒸汽喷射式制冷,吸附式制冷,机械制冷,蒸发制冷,气体膨胀制冷,半导体制冷,涡流管制冷,绝热放气制冷,绝热退磁制冷,化学方法制冷,半导体制冷,空气压缩制冷循环,空气压缩制冷循环,压气机,膨胀机,冷却器,冷藏室,在 TL温度下冷介质,q1,q2,win,wout,4,1,2,3,组成与过程描述：,空气压缩制冷循环,1,2,3,4,T,s,T3,T1,1,2,3,4,p,v,p-v图,T-s图,空气压缩制冷循环计算,1.循环制冷量（制冷剂从低温热源吸收的热量）,2.制冷剂放给高温热源的热量,3.制冷循环消耗的净功,空气压缩制冷循环计算,4.制冷系
15、数,空气压缩制冷循环特点,优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。,缺点：1.无法实现 T，C,2.q2=cp(T1-T4)，空气cp很小，(T1-T4)不能太大，q2 很小。,3.活塞式流量m小，制冷量Q2=m q2小。,使用叶轮式，再回热则可用。,增压比对制冷系数的影响,4,4”,4,1,2,2”,2,3,3”,3,T,s,T3,T1,T0,相同大气温度和冷藏室温度范围内的卡诺逆循环的制冷系数为：,与,比较，可知在相同温度范围内，卡诺逆循环的制冷系数最大。,回热空气压缩制冷循环装置系统图,膨胀机,压缩机,1,8,4,回热器,7,6,5,q1,q2,冷却器,蒸发器,冷库,回热空气压缩制冷循环T-s图
16、,1,2,3,4,4,4”,8,7,5,6,6,2,T,T2,T1,T,s,回热空气压缩制冷循环计算,回热循环的优点,（1）同样制冷系数下，增压比下降，这为采用大流量的叶轮式压气机和膨胀机提供可能；（2）增压比减小，使压缩过程和膨胀过程的不可逆损失的影响减小。,压缩蒸汽制冷循环,逆向Carnot循环,压缩蒸汽制冷循环原理,压缩机,膨胀阀,1,2,3,4,冷凝器,蒸发器,q2,q1,汽-水分离器,压缩蒸汽制冷循环T-S图,压缩蒸气制冷循环分析,两个等压，热与功均与焓有关,实际压缩蒸气制冷循环过程,采用过冷措施：如回热。,两级压缩式制冷循环的流程图,制冷剂,制冷剂是制冷机（包括电冰箱）用来实现能量
17、转换的工作物质，又称制冷工质。制冷剂的分类根据制冷剂化学成份及组成可分为四类，即无机化合物、碳氢化合物、氟里昂系列和混合共沸溶液。根据蒸发温度的高低，制冷剂可分为三大类:高温低压制冷剂_水、盐水溶液：适用于0以上的制冷循环，被广泛用于空调装置。中温中压制冷剂_氯化钠、氯化钙的水溶液：用于5-50制冷装置中。低温高压制冷剂_R11、三氯乙烯：适用于低于-50的制冷装置。,选用制冷剂的基本原则,1.安全性2.热力学特性:蒸发潜热要大。临界温度要高于环境温度。凝固点要低。操作压力要合适。制冷剂的导热系数和放热系数要高。3.其它要求:制冷剂的粘度和密度要尽量小。在高温下不会分解，稳定。无毒，没有明显的
18、侵蚀作用。易于与润滑油混合。有一定的吸水能力。价格便宜，易于购买。冷冻剂对环境应该无公害。,冰箱原理,吸收式制冷循环,吸收式制冷循环,利用溶液性质,压缩制冷循环以消耗机械功为代价,吸收式制冷以消耗热量为代价,溶液=溶剂+溶质,氨水吸收式制冷原理,膨胀阀,阀门,泵,加热,蒸发器,冷凝器,蒸发器,Q2,吸收器,Q1,Q,Q1,“压缩机”,制冷剂(氨)吸收剂（水）,氨水吸收式制冷循环流程图,吸收式制冷(直燃机),吸收式制冷(直燃机),吸收式制冷循环特点,优点：直接利用热能；可用低品质热；环境性能好。缺点：设备体积大；启动时间长。用于大型空调、中央空调。,吸收式制冷与压缩式制冷比较,以热能直接驱动的制
19、冷循环,以电能/机械能直接驱动的制冷循环,喷射式制冷循环,蒸汽喷射制冷循环示意图,泵,冷凝器,蒸汽锅炉,10,1,4,2,6,7,喷管,混合室,膨胀阀,9,8,蒸发器,扩压管,Q2,Q,Q1,“压缩机”,蒸汽喷射制冷Ts图,1,7,4,6,2,9,8,10,T,s,热利用系数,空调常识,空调的基础知识,空调器的功能：室内空气滤尘、冷却、除湿、制热、更换新风等。人体感觉舒适的温度：夏天：2428冬天：1822人体感觉舒适的湿度：相对湿度：40%60%人体感觉舒适的气流：低速（温度相同）,解释“几匹”的概念,判断空调是几匹机，主要根据空调压缩机电机的输出功率而定。1匹机的压缩机电机输出的功率为73
20、5W。1匹机它输出的制冷量为2300W左右。中国市场1匹机是（2500W）；1.5匹机为3200-3500W；2匹机为4500-5000W。,空调器的命名,国际段,公司段,具体分类,空调器的组成,空调器由制冷循环系统、空气循环系统、电气控制系统三个系统组成：制冷循环系统包括压缩机、冷凝器、节流毛细管、蒸发器，还有过滤器和制热时的四通换向阀。空气循环系统包括风机、滤尘器和风口百叶等。电气控制系统包括选择开关、温度控制器、控制继电器和保护继电器等。,制冷工作原理系统简图,冷气运转时的循环方式,注：1、压缩机 2、室外热交换器 3、毛细管 4、室内热交换器,高温气体冷媒 低温气体冷媒 液体冷媒,暖气
21、运转时的循环方式,高温气体冷媒 低温气体冷媒 液体冷媒,注：1、压缩机 2、4通阀 3、室内热交换器 4、毛细管 5、室外热交换器,6-3 热泵循环,热泵,逆向循环不仅可以用来制冷，还可以把热能释放给某物体或空间，使其温度升高。作这一用途的逆向循环系统称为热泵。用途：将热能从低温热源送往高温热源。热泵与制冷机在热力学原理上是完全相同的，它们的区别主要有两点：两者的目的不同。两者的工作温区往往有所不同。,热泵与制冷循环的比较,热泵循环的计算,T1,T,s,T0,耗净功w0,吸热量q2,耗净功w0,供暖量w0q2,供暖量,吸热量,循环耗净功,供暖系数,热泵设备基本原理,内部结构,1、压缩机2、冷凝
22、器3、膨胀阀（节流阀）4、蒸发器5、制冷剂,节流阀,蒸发器,冷凝器,压缩机,使制冷剂流动受阻力压力降低,低温制冷剂与空气换热设备,制冷系统的“心脏”，制冷剂流动的能量来源,高温制冷剂与水换热设备,1、压缩机的驱动和压缩动力下，气态冷媒（制冷剂）被吸进压缩机内并被压缩成高温高压的气态冷媒2、高温高压气态冷媒流入冷凝器（即设备的散热盘管）；此时低温的水和流动着高温冷媒的通过盘绕在水箱外壁的铜管（散热盘管或称冷凝器）进行热交换，冷水温度升高，气态冷媒温度降低及液化，3、液态冷媒通过节流阀压力降低；4、低压液态冷媒流入蒸发器吸收了风机带来的空气中的热量而气化。如此周而复始的运行，利用空气中的热能将水加
23、热到设定温度。,1,2,3,4,冷媒压焓图,压力,能量,冷媒吸收空气中的热量为41的距离,电能对冷媒做的功为12的距离,冷媒向水放出的热量为23的距离,所以制热量 输入功率,利用冷媒的气化吸热、液化放热的特性进行能量转移（温差使能量传递）,1,2,3,4,热泵设备基本原理,热泵设备基本原理 种类介绍,主要供暖方式,热用户,地层热泵取暖原理,地层全年的温度稳定在7-11，是非常好的热源。热交换孔最深至地下100米，中间穿有塑料热交换管。热交换液经过热泵循环，把地层的热量输送到房屋里。该系统可以帮助从大自然中赢得供热，其中超过75%的能量来自于免费的存储在大自然中的太阳能，而需要支付的却只是不到2
24、5%的用于维持系统工作的电能，此外不再需要油、气、煤。,地层热泵系统的优点,充分利用免费的来自大自然的能量 非常环保、造福社会 显著低于其他供热系统的综合使用费用 没有火灾、爆炸的隐患 低廉的维护费用 非常长的使用寿命 不受油、气价格不断上涨的影响 不受供暖单位、供暖时间和供暖温度的限制 节省集中供暖的管道和大型设备的投资 避免供暖费用结算的纠纷,地层热泵系统技术数据,注：取暖需要约50-80W/平方米（视建筑的节能性而定）,锅炉、太阳能、热泵比较（热水设备）,锅炉、太阳能、热泵比较（经济性）,备注：1、热泵使用工况：环境温度20；2、电费：0.8元/kWh；管道煤气(液化石油气)18.00元
25、/M3；柴油价格：4.70元/L；3、燃油热水炉热效率75%，燃气热水炉热效率85%，电锅炉热效率95%，热水设备热效率370%；4、单位燃料热值：柴油8466kJ/L，管道煤气(液化石油气)25000kJ/M3，电860kJ/kW.h；5、运行费用计算公式：水量温升热效率单位燃料热值燃料单价。,（元）,1吨水温升40的加热费用,6-4 气体液化循环,深冷循环（气体液化循环）,深度冷冻循环的目的就是获得低温度液体。当气体温度高于其临界温度时，无论加多大的压力都不能使其液化。因此，气体的临界温度越低，所需要的液化温度越低。如：氮气 Tc=126.2K(-146.95)氢气 Tc=33.2K(-2
26、49.95)气体液化循环方式：节流膨胀,定熵膨胀。,气体液化循环热力学理想系统,液化气体的理论最小功,初始点P=101.3kPaT=300K,气体液化系数,节流膨胀林德循环,Linde Cycle(林德循环),1895年德国工程师Linde（林德）首先应用节流膨胀法液化空气，故称林德循环。,简单林德循环原理,简单林德循环原理,从T-S图来看，深冷与普通冷冻循环主要区别表现在：普冷：两个封闭式循环。制冷循环与被冷物系是两种物质，彼此独立封闭循环。深冷：制冷循环与分离或液化物质是同一种物质，且是不封闭循环。,S,T,1,2,3,4,5,0,T4,理论林德循环热力学计算,由热力学第一定律：,因体系与
27、环境无轴功交换，若无冷损失，,由体系的能量平衡，则有,以处理1kg气体为基准（1）气体液化量（液化率）x取换热器、节流阀、气液分离器为研究体系,理论液化量,理论林德循环热力学计算,(2)制冷量qo,在稳定操作下，液化xkg气体所取走的热量。,理论制冷量,P1、T1 被液化气体初态的压力、温度P2 被液化气体压缩后的压力,（3）功耗Ws,按理想气体的可逆等温压缩,式中：R 气体常数，单位取kJ/kgK,理论功耗,实际林德循环,换热器不完全交换,这是由于气体液化装置绝热不完全，环境介质热量传给低温设备而引起的冷量损失。,低压气体平均热容,换热器热端温差,冷量损失,实际林德循环热力学分析,实际液化量
28、,实际制冷量,实际耗功,压缩机的等温压缩效率，一般按经验可取0.59,比功Wx,每液化1kg气体所消耗的功称为比功。,制冷系数,林德循环存在的问题,一次节流液化循环比较简单，但效率很低。目前只有小型气体分离、液化装置如小型空分装置还有采用。在简单的林德循环中，由于高压气体的相对量大和热容大，用未冷凝低压气体无法将其冷却到足够的低温。,林德循环的改进,简单林德汉普逊系统,简单的林德汉普逊循环不能用于液化氖、氢和氦:1.由于这些气体的转化温度低于环境温度，所以无法降温启动。2.用林德汉普逊系统能够获得降温，通过低温下节流后完全都是蒸汽，没有气体被液化。,林德循环的改进,适用于液化氖和氢的液氮预冷林
29、德汉普逊循环,预冷林德汉普逊系统:对简单林德汉普逊系统，当热交换器入口温度低于环境温度时，可以改善简单林德汉普逊系统的性能指标。,林德循环的改进,林德双压系统,林德循环的改进,复迭式系统,复迭式系统是预冷系统的展开，由其它制冷系统来预冷。优点 第一个用于生产液空的液化装置 系统的性能好 所需压力降低缺点 系统的每一级循环都必须完全不漏，以防止流体渗漏,空气分离系统-林德单塔系统,林德单塔分离系统是最简单的空气分离系统之一，采用的是基本的林德汉普逊液化系统，用精馏塔代替了储液器，当然也可以用其他液化系统来为塔内提供液体.,林德的单塔系统有两大缺点:1)仅能得到纯氧产品 2)污氮放空浪费了大量的氧
30、,空气分离系统-林德双塔系统,采用两个精馏塔，下塔氮气液化作为下塔回流液通过上塔氧的沸腾来实现，上塔沸腾氧蒸汽作为上塔的上升蒸汽。下塔产生多余的液氮节流到上塔顶部作回流液。,林德弗兰克空气分离系统,林德弗兰克系统采用蓄冷器和氨预冷及膨胀机，分离系统的液化部分是氨预冷的双压克劳特液化系统.,海兰特空气分离系统,海兰特系统可以得到液氮和液氧产品。,定熵膨胀克劳德循环,Claude Cycle(克劳德循环),1902年法国工程师Claude（克劳德）首先提出定熵膨胀法液化气体，故称克劳德循环。,克劳德循环工作原理,克劳德循环工作原理,克劳德循环T-s图,克劳德循环的优点主要表现在：（1）减少了高压气
31、体的量，增加了作为冷却介质的低压气体量；（2）提高了液化率；（3）回收了部分功。,p2,p1,S,T,T1,T3,1,2,3,4,4,6,7,8,9,T9,克劳德循环热力学计算,（1）液化量x,以图中虚线作为研究体系,由热力学第一定律：,体系与环境无轴功交换，无冷损失,由体系的能量平衡，则有,若考虑不完全热交换损失q2和系统的冷损失q3实际：,克劳德循环热力学计算,与林德循环相比较，制冷量多出,（2）制冷量qo,理论：实际：,kg,（3）功耗Ws,理想：实际：,式中：s等熵膨胀效率(0.650.85)；M未进入膨胀机的气体分率；m膨胀机的机械效率；R气体常数，单位取kJ/kgK,双压克劳特系统
32、,双压克劳特:原理与林德双压系统相似。通过节流阀的气体被压缩至高压经过膨胀机循环气体仅压缩至中压,其他制冷系统,卡皮查系统,卡皮查循环：带有高效率透平膨胀机的低压液化循环。采用低压力，等温节流效应及膨胀机焓降均较小。,海兰特系统,海兰特循环：带高压膨胀机的气体液化循环。实际上它也是克劳特循环的一种特殊情况。,西蒙氦液化系统,氦气制冷的氢液化系统,各种液化系统的性能比较,以空气为工质，T300K，P101.3kPa液化系统的比较,例题,一台氨蒸气压缩制冷装置，其冷库温度为10，冷凝器中冷却水温度为20，试求单位质量工质的制冷量、装置消耗的功、冷却水带走的热量以及制冷系数。,例题,解:按题意 T1=T4=263 K T3=293 K由氨的压焓图查得h1=1450kJ/kg h2=1600kJ/kg h3=h4=300 kJ/kg故单位质量工质的致冷量q2=h1-h4=1450-300=1150 kJ/kg装置消耗的功|w0|=h2-h1=1600 1450=150 kJ/kg制冷系数冷却水带走的热量|qe|=h2-h3=1600-300=1300 kJ/kg,思考题,1 朗肯循环与卡诺循环有何区别?2 蒸汽参数对朗肯循环热效率有何影响?3 简要说明朗肯循环再热、回热的原理。4 为何要采用热电联供循环？5一直敞开冰箱门 能制冷整个房间吗？,打开冰箱凉快一下,
