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大型冷库之简述制冷原理

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大型冷库之简述制冷原理

发布日期:2023-04-17 作者:泰华冷源 点击:

                                                   大型冷库之简述制冷原理 

     谈起制冷大家就会联想起冷和热的关系,但冷和热仅仅说明物体温度高或低,在本质上无什么区别,均是分子热运动的关系,也就是说大量分子无规则的运动,冷表示物体内部热量减少,分子热运动的减弱,热表示物体内部热量的增加,表示分子热运动的激烈。所以制冷实质上就是使物质内部热量的减少,分子热运动的减弱,但如何达到此目的而获得冷呢?这就是6165金沙总站所要说的制冷原理。

     首先回想一下日常生活中例子:如酒精擦手或游泳上岸时有冷的感觉,出汗时用风扇吹也感到很冷,这些例子均说明一个问题,即液体汽化时吸收了皮肤(即被冷却物体)上的热量而造成的。也就是皮肤上失去了热量,而液体得到了热量而蒸发(汽化)。但为什么液体汽化的时候,被冷却物体的温度就下降?从分子角度来解释:当液体汽化时,分子之间的距离越来越大,而液体的液分子在脱离液体时,必须克服分子间的吸引力而做功,那么做功就需要一定的能量,但这些做功的能量靠什么来供给,毫无疑问靠外界热量即被冷却物体,或靠本身热量来使液体变成汽体所需的内能。由于被冷却物体提供了热量,使液体在物体中汽化,而吸收了大量的汽化潜热,导致被冷却物体的温度下降。

      通过上述得知,利用低沸点的液体物质,吸热汽化是基本的制冷原理,但很不全面。因为它无法保持温度的稳定性,而且浪费液体。为了克服此点,就必须把低沸点的液体(如制冷剂)回收循环利用,就必须循环热力学的第二定律的规律。

     热力学第二定律指出“热量能自发地从高温物体传向低温物体,而绝不可能从低温物体传向另一个高温物体”说明了热量交换的方向性。例如水,它们不能自发的从低处向高处运动(必须注意自发两字),如果外界给于一个力(如水泵),水就能改变运动方向,但必须消耗外功(即补偿)。

      从上例说明,热量并非绝对不能由低温物体传向高温物体,需要给它一个补偿过程,即消耗功,就能实现制冷。图为制冷中低温物体传向高温物体示意图。

   

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从上面示意图说明:被冷却物体(即食物、空气、水),被蒸发器内的低沸点制冷剂液体吸热蒸发,再经压缩机外功补偿,而传给冷凝器放出热量。它整个传递过程由低温热源传向高温热源,但必须消耗外功。即:QK=Qo+AIQl广冷凝器放出的热量Q 蒸发器吸收被冷却物体的热量Al— — 压缩机耗功的热量从理论上讲,蒸发器吸收的热量应等于冷凝器放出的热量,也就是说,1公斤蒸汽液化放出的热量等于同一温度下,1公斤液体汽化时所吸收的热量。即QK=Q。

通过上述得出结论:

       制冷基本原理— —在热力学第二定律基础上,利用某些低沸点的物质(制冷剂)在低温下吸热汽化(循环相变)。如果要实现低温物体的热量转移到另一个高

温物体中去,就必须消耗外功,热量才能反自然的倒流,从而使被冷却物体的温度下降到比环境介质温度更低。

三、制冷过程

          制冷过程和制冷原理是两种不同的概念。制冷过程主要叙述制冷循环中的工作过程。实质上制冷循环就是一个相变过程。所相变过程,就是从一相(固相、液相、汽相),通过加热或冷却来改变分子结构,而转变为另一相的过程。制冷循环中的物质,就是6165金沙总站平时所说的工作物质(简称工质、制冷剂),它是利用本身制冷剂汽化、凝结的相变,并在相变过程中与外界进行交换,时而吸热(液体变成了汽体),时而放热(气体变成了液体)。主要原因是加热、冷却后分子结构改变的结果。(详细解释,请关注以后期刊)制冷设备四大件中的冷凝器,主要作用是释放出被冷却物体的热量(食品或介质)和压缩机压缩时的热

量,热量释放过程是以冷却介质(水或空气)冷却来改变分子结构,使气体转变成液体,在转变过程中放出二种热;即潜热和显热,但以潜热为主。所谓潜热是指:物质在吸、放热过程中,温度不变,而集态发生相变,在相变过程中有热量交换。例如烧开水时,烧到100℃时水才沸腾,如果继续烧还是100~C,

此时温度不变。但水从液态相变成汽态。而冷凝器在冷凝过程中,如同烧开水,制冷剂的冷凝温度不变,而汽变成液,所以放出的是潜热。 

         所谓显热是指,物质在吸、放热过程中,集态不变,温度发生了变化,这种吸收或放出的热量称为显热。例如烧水时,从冷水烧到100~C的过程中,水温度变化了,但水还是水。即温度变了,而相不变。冷凝器在冷却过程中由过热蒸汽变成饱和干蒸汽而温度下降。所以冷却过程是放出的显热。而冷凝器在过热过程中,同样放出的是显热。即饱和液体变成了过冷液体相不变,而温度在下降变化。通过上述得知:冷凝器在放热过程中由:冷却过程,冷凝过程,过冷过程。冷凝器放出的热由显热潜热 显热。冷凝放热过程中的变化由:过热蒸汽转变成饱和干蒸汽,饱和干蒸汽转变成饱和液体,饱和液体转变成过冷液体。制冷过程:(见图2)从冷凝器出13① 已经放出潜热、变成常温高压的

饱和液体(有点过冷液),经过节流阀节流降压 3后进入蒸发器④ 吸热汽化,又变成了低。

 


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