【中國制冷網(wǎng)】1、壓焓圖
1、焓
是一種能量,用來表明制冷劑所處狀態(tài)的熱力狀態(tài)參數(shù),它表示制冷劑所具有總能量的大??;即:
制冷劑的焓等于制冷劑內(nèi)能與外能的總和(H=U+pV)。
焓用符號(hào)“h”或“i”表示,單位是“J/kg”或“kJ/kg”。
在熱力學(xué)中,焓的物理意義是指在特定溫度下物質(zhì)所含有的熱量。
在制冷過程中,制冷工質(zhì)在系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí),其內(nèi)能和外功總是同時(shí)出現(xiàn)的,所以,引入“焓”這個(gè)狀態(tài)參數(shù),可以使熱力計(jì)算得到簡化:
dQ =dh(式中Q為熱量、h為焓、d為變量)
焓是狀態(tài)參數(shù),只與系統(tǒng)的初、終狀態(tài)有關(guān)而與過程無關(guān)。
例如:某一制冷劑由狀態(tài)1(含熱量為h1)通過吸熱變化為狀態(tài)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(gè)狀態(tài)點(diǎn)的焓差;
即:dQ = h2– h1,而與吸熱的過程沒有關(guān)系。
2、制冷系統(tǒng)熱力計(jì)算——焓的使用
上圖為某制冷系統(tǒng)的壓焓圖,再來看看這些狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù):
那么制冷系統(tǒng)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(jì)算出制冷系統(tǒng)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(tài)的熱力狀態(tài)參數(shù),用符號(hào)“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(dāng)制冷劑吸收熱量時(shí),熵值增大;
制冷劑放出熱量時(shí),熵值減??;
制冷劑既不吸熱也不放熱,熵值就不會(huì)變化。
壓縮機(jī)在壓縮的過程,是制冷劑從低壓到高壓的過程,此時(shí)的制冷劑既不吸熱也不放熱,所以壓縮機(jī)的壓縮過程是一個(gè)等熵壓縮的過程。
制冷劑在狀態(tài)變化過程中吸收或放出的熱量“dQ”和此時(shí)制冷劑的熱力學(xué)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(zhì)吸收或放出的熱量,等于物質(zhì)的熱力學(xué)溫度和熵的變化量的乘積。
2、制冷系統(tǒng)溫-熵圖: T-S 圖
制冷系統(tǒng)熱力循環(huán)在T-S 圖上的表示:
壓焓圖曲線的含義可以用一點(diǎn)(臨界點(diǎn))、二線(飽和液體線、飽和蒸汽線)、三區(qū)(液相區(qū)、兩相區(qū)、氣相區(qū))、五態(tài)(過冷液狀態(tài)、飽和液狀態(tài)、過熱蒸汽狀態(tài)、飽和蒸汽狀態(tài)、濕蒸汽狀態(tài))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(diǎn)K和飽和曲線
臨界點(diǎn)K為兩根粗實(shí)線的交點(diǎn)。在該點(diǎn),制冷劑的液態(tài)和氣態(tài)差別消失。
K點(diǎn)左邊的粗實(shí)線Ka為飽和液體線,在Ka線上任意一點(diǎn)的狀態(tài),均是相應(yīng)壓力的飽和液體;K點(diǎn)的右邊粗實(shí)線Kb為飽和蒸氣線,在Kb線上任意一點(diǎn)的狀態(tài)均為飽和蒸氣狀態(tài),或稱干蒸氣。
三個(gè)狀態(tài)區(qū)
Ka左側(cè)——過冷液體區(qū),該區(qū)域內(nèi)的制冷劑溫度低于同壓力下的飽和溫度;
Kb右側(cè)——過熱蒸氣區(qū),該區(qū)域內(nèi)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(qū),即氣液共存區(qū)。該區(qū)內(nèi)制冷劑處于飽和狀態(tài),壓力和溫度為一一對應(yīng)關(guān)系。
在制冷機(jī)中,蒸發(fā)與冷凝過程主要在濕蒸氣區(qū)進(jìn)行,壓縮過程則是在過熱蒸氣區(qū)內(nèi)進(jìn)行。
六組等參數(shù)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)
(1)等壓線:圖上與橫坐標(biāo)軸相平行的水平細(xì)實(shí)線均是等壓線,同一水平線的壓力均相等。
(2)等焓線:圖上與橫坐標(biāo)軸垂直的細(xì)實(shí)線為等焓線,凡處在同一條等焓線上的工質(zhì),不論其狀態(tài)如何焓值均相同。
?。?)等溫線:圖上用點(diǎn)劃線表示的為等溫線。等溫線在不同的區(qū)域變化形狀不同,在過冷區(qū)等溫線幾乎與橫坐標(biāo)軸垂直;在濕蒸氣區(qū)卻是與橫坐標(biāo)軸平行的水平線;在過熱蒸氣區(qū)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(xì)實(shí)線為等熵線。制冷劑的壓縮過程沿等熵線進(jìn)行,因此過熱蒸氣區(qū)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(diǎn)。
?。?)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(jī)中常用等比容線查取制冷壓縮機(jī)吸氣點(diǎn)的比容值。
?。?)等干度線:從臨界點(diǎn)K出發(fā),把濕蒸氣區(qū)各相同的干度點(diǎn)連接而成的線為等干度線。它只存在與濕蒸氣區(qū)。
上述六個(gè)狀態(tài)參數(shù)(p、t、v、x、h、s)中,只要知道其中任意兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)值,就可確定制冷劑的熱力狀態(tài)。在lgp-h圖上確定其狀態(tài)點(diǎn),可查取該點(diǎn)的其余四個(gè)狀態(tài)參數(shù)
再補(bǔ)充一個(gè)小知識(shí)點(diǎn):
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