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制冷设备与原理吴业正版思考题答案.pdf

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制冷 设备 原理 正版 思考题 答案
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制冷原理与设备循环思考题与练习题1. 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件组成,各有何作用?答:由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器组成,用管道将它们连接成一个密封系统就是蒸汽压缩制冷循环系统。压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用,是整个系统的心脏;冷凝器是输出热量的设备,从蒸发器中吸取的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在制冷器中被冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用,并调节进入蒸发器的制冷剂流量:蒸发器是输出冷量的设备,制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量,从而达到制取冷量的目的。2. 蒸发器内制冷剂的汽化过程是蒸发吗?答:不是,是汽化,因为制冷剂常态下是气态,受到压缩机压缩变为液态或半液半汽态经膨胀机构进入蒸发器由于压力降低迅速汽化吸收热量产生制冷效果。3. 制冷剂在蒸气压缩制冷循环中,热力状态是如何变化的? 答:在制冷循环中,气态的制冷剂经过压缩机压缩成高温、高压的气体.经冷凝器凝结成高压的液体,通过热力膨胀阀后由高压液体变成低压、低温气体,在蒸发器里吸收热量后流回压缩机继续循环。4. 制冷剂在通过节流元件时压力降低,温度也大幅下降,可以认为节流过程近似为绝热过程,那么制冷剂降温时的热量传给了谁?答:热量传给了蒸发器5. 制冷剂在制冷循环中扮演了什么角色?答:先搞清楚空调压缩机的工作原理:空调压缩机是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的作用。工作回路中分蒸发区(低压区)和冷凝区(高压区)。室内机和室外机分别属于高压或低压区(要看工作状态而定),压缩机一般装在室外机中。压缩机把制冷剂从低压区抽取来经压缩后送到高压区冷却凝结,通过散热片散发出热量到空气中,制冷剂也从气态变成液态,压力升高。制冷剂再从高压区流向低压区,通过毛细管喷射到蒸发器中,压力骤降,液态制冷剂立即变成气态,通过散热片吸收空气中大量的热量。这样,机器不断工作,就不断地把低压区一端的热量吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中,起到调节气温的作用。 制 冷剂又称制冷工质,是制冷循环的工作介质,利用制冷剂的相变来传递热量,既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热,在冷凝器中凝结时放热。当前能用作制冷剂的物质有80多种,最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。6. 单级蒸气压缩式制冷理论循环有哪些假设条件?答:压缩比:≥3,且不宜过大;冷凝、蒸发器中传热要有温差存在;回热循环的变化规律要与有效过热对制冷系数一致;要求制冷剂蒸汽过热7. 试画出单级蒸气压缩式制冷理论循环的lgp-h图,并说明图中各过程线的含义。8. 已知R22的压力为0.1MPa,温度为10℃。求该状态下R22的比焓、比熵和比体积。9. 已知工质R134a和下表填入的参数值,请查找lgp-h图填入未知项。p/MPa t/℃ h/kJ/kg v/m 3/kg s/kJ/(kgK) x0.3 0.125 0.370 1.8510. 有一个单级蒸气压缩式制冷系统,高温热源温度为30℃,低温热源温度为-15℃,分别采用R22和R717为制冷剂,试求其工作时理论循环的性能指标。解:h1=401.555 kJ/kg v1=0.0653 m3/kg h3=h4=243.114 kJ/kgp0=0.3543 MPa pk=1.3548 Mpa h2=435.2 kJ/kg t2=57℃)1单位质量制冷量 q 0=h1-h4=401.555-243.114=158.441kJ/kg 2单位容积制冷量 3制冷剂质量流量4理论比功 w0=h2-h1=435.2-401.555=33.645kJ/kg5压缩机消耗的理论功率 P0=qmw0=11.68 kw6制冷系数7冷凝器单位热负荷 q k=h2-h3=192.086kJ/kg11. 一台单级蒸气压缩式制冷机,工作在高温热源温度为40℃,低温热源温度为-20℃下,试求分别用R134a和R22工作时,理论循环的性能指标。解:h1=349.43 kJ/kg v1=0.0807 m3/kg h3=h4=228.54kJ/kgp0=0.2610 MPa pk=0 .7 449Mpa h2=370.40 kJ/kg t2=60℃)1单位质量制冷量 q0=h1-h4=349.43-228.54=120.89kJ/kg2单位容积制冷量 1498/ 10  vqqv3制冷剂质量流量 965.6/ 00  qQqm4理论比功 w 0=h2-h1=370.40-349.43=20.57kJ/kg5压缩机消耗的理论功率 P0=qmw0=7.14 kw6制冷系数 877.5/ 00 wq7冷凝器单位热负荷 qk=h2-h3=141.86kJ/kg12. 有一单级蒸气压缩式制冷循环用于空调,假定为理论制冷循环,工作条件如下:蒸发温度t0=5℃,冷凝温度tk=40℃,制冷剂为R134a。空调房间需要的制冷量是3kW,试求:该理论制冷循环的单位质量制冷量q0、制冷剂质量流量qm、理论比功w0、压缩机消耗的理论功率P0、制冷系数 0和冷凝器热负荷Qk。解:h1=391.3kJ/kg v1=0.0874 m3/kg h3=h4=241.5kJ/kgp0=0.0164MPa pk=1.1863Mpa h2=426.0 kJ/kg t2=60℃)1单位质量制冷量 q0=h1-h4=391.3-241.5=149.8kJ/kg2单位容积制冷量 1713/ 10  vqqv3制冷剂质量流量 367.0/ 00  qQqm4理论比功 w 0=h2-h1=370.40-349.43=34.7kJ/kg5压缩机消耗的理论功率 P0=qmw0=7.14 kw6制冷系数 01.0/ 00 wq7冷凝器单位热负荷 qk=h2-h3=184.5kJ/kg13. 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环有何区别?答:理论循环中没有考虑到制冷剂液体过冷和蒸气过热的影响,也没有考虑冷凝器、蒸发器和连接管道中制冷剂流动而产生的压降。14. 什么叫有效过热?什么叫有害过热?有效过热对哪些制冷剂有利,对哪些制冷剂有利?答:有效过热:过热吸收热量来自被冷却介质,产生有用的制冷效果。对氨的制冷系数降低,对R12的制冷系数升高。故一般在氨系统中过热度较小,大约在5摄氏度左右,而氟利昂的过热度可大一些。有害过热:过热吸收热量来自被冷却介质以外,无制冷效果。 15. 什么是回热循环?它对制冷循环有何影响?答:回热循环:冷凝后的制冷剂液体与蒸发后的制冷剂蒸发制冷剂蒸气进行交换,实现液体过冷、蒸气过热的制冷循环。采用回热循环后制冷系数可以增加,也可以减少,它的变化规律与有效过热对制冷系数的影响完全一致。16. 压缩机吸气管道中的热交换和压力损失对制冷循环有何影响?答:制冷剂在制冷设备和连接管道中连续不断地流动,使制冷循环得以实现,形成制冷效应。制冷剂沿制冷设备和连接管道流动,将产生摩擦阻力和局部阻力损失,同时制冷剂还会或多或少地与外部环境进行热交换。17. 试分析蒸发温度升高、冷凝温度降低时,对制冷循环的影响。答:(1)当蒸发温度不变,冷凝温度上升时,压比增大,吸气密度增大,压缩机功率增大,cop值降低; (2)冷凝温度上升,毛细管入口压力增大,过冷度减小,毛细管流量增大。18. 制冷工况指的是什么?为什么说一台制冷机如果不说明工况,其制冷量是没有意义的?答:(1)是指制冷压缩机工作的状况,即制冷压缩机工作的条件。它的工作参数包括蒸发温度、冷凝温度、吸气温度和过冷温度。(2)变化的工况会导致变化的制冷量,因此所有空调 器要比较制冷量的话必须在一个同等的工况下。制冷剂与载冷剂思考题19.制冷剂的作用是什么?答:在常温下为无色气体,在自身压力下为无色透明液体,无毒不燃,具有良好的热稳定性和化学稳定性,不腐蚀金属。它是一种低温制冷剂,可得到-80℃的制冷剂温度,是生产聚四氟乙烯的重要原料和生产灭火剂1211的中间体。制冷剂又称制冷工质,在南方一些地区俗称雪种。它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质(水或空气等)的热量而汽化,在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。制冷机中完成热力循环的工质。它在低温下吸取被冷却物体的热量,然后在较高温度下转移给冷却水或空气。在蒸气压缩式制冷机中,使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂,如氟利昂(饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物),共沸混合工质、碳氢化合物(丙烷、乙烯等)、氨等;在气体压缩式制冷机中,使用气体制冷剂,如空气、氢气、氦气等,这些气 体在制冷循环中始终为气态;在吸收式制冷机中,使用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质,如氨和水、溴化银和水等;蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂。制冷剂的主要技术指标有饱和蒸气压强、比热、粘度、导热系数、表面张力等。20.按ASHRAE的规定制冷剂是怎样分类的?答:1、卤代烃制冷剂(氟利昂类)。如R14、R11、R12、R13、R113、R114、R23、R32、R152a、R134a、R21、R22、R123、R40、R30、R10等,其中R22和R123a、R152a较为常用。2、饱和碳氢化合物类制冷剂。如R50、R170、R290、R600、R600a等。3、共沸混合物制冷剂。如R500、R501、R502、R503、R504、R505、R506、R507等。4、非共沸混合物制冷剂。如R401A、R401B、R401C、R402A、R402B、R404A、R407A、R407B、R407C、R407D、R410A、R410B等。5、无机化合物制冷剂。如R702、R704、R717、R718、R728、R729、R744、R744A、R764等。21.什么是共沸制冷剂? 答:共沸制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共沸混合物,这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度,其气液两相沸混合物可以改善制冷剂的特性。一定压力下,汽相和液相平衡共存时,表示其平衡温度(即沸点)与液相组成关系之曲线,称为沸点曲线。也称液相线或泡点线。沸点曲线可通过汽液平衡的测定而获得,也可用沸点计直接测定。另外非共沸制冷剂也是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的制冷剂,它在饱和状态下,气液两相的组成分不同,低沸点组分在气相中的成分总是高于液相中的成分。非共沸制冷剂在一定压力下冷凝或蒸发时为非等温过程,冷凝温度和蒸发温度都会发生变化,故可实现非等温制冷。22.无机化合物制冷剂的命名是怎样的? 答:R700+该无机化合物分子量的整数部分23.选择制冷剂时有哪些要求?答:1)、制冷剂的工作温度和工作压力要适中(2)、制冷剂要有比较大的单位容积制冷量(3)、制冷剂的临界温度要高,凝固点要低(4)、制冷剂的粘度和密度要尽量小(5)、制冷剂的导热系数和放热系数要高(6)、对制冷剂其它方面的要求。不燃烧、不爆炸、无毒、无腐蚀性作用、价格适宜、易于购买等。24.家用的冰箱、空调用什么制冷剂?答:氟里昂12(CF2CL2,R12、氟里昂22(CHF2CL,R22)25.常用制冷剂有哪些?它们的工作温度、工作压力怎样?1. 答:1.氨(代号:R717)氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨的凝固温度为-77.7℃,标准蒸发温度为-33.3℃,在常温下冷凝压力一般为1.1~1.3MPa,即使当夏季冷却水温高达30℃时也决不可能超过1.5MPa。氨的单位标准容积制冷量大约为520kcal/m3。氨有很好的吸水性,即使在低温下水也不会从氨液中析出而冻结,故系统内不会发生 “冰塞”现象。氨对钢铁不起腐蚀作用,但氨液中含有水分后,对铜及铜合金有腐蚀作用,且使蒸发温度稍许提高。因此,氨制冷装置中不能使用铜及铜合金材料,并规定氨中含水量不应超过0.2%。氨的比重和粘度小,放热系数高,价格便宜,易于获得。但是,氨有较强的毒性和可燃性。若以容积计,当空气中氨的含量达到0.5%~0.6%时,人在其中停留半个小时即可中毒,达到11%~13%时即可点燃,达到16%时遇明火就会爆炸。因此,氨制冷机房必须注意通风排气,并需经常排除系统中的空气及其它不凝性气体。总上所述,氨作为制冷剂的优点是:易于获得、价格低廉、压力适中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小,泄漏时易发现。其缺点是:有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸,对铜及铜合金有腐蚀作用。2.氟利昂-12(代号:R12)R12为烷烃的卤代物,学名二氟二氯甲烷。它是我国中小型制冷装置中使用较为广泛的中压中温制冷剂。R12的标准蒸发温度为-29.8℃,冷凝压力一般为0.78~0.98MPa, 凝固温度为-155℃,单位容积标准制冷量约为288kcal/m3。R12是一种无色、透明、没有气味,几乎无毒性、不燃烧、不爆炸,很安全的制冷剂。只有在空气中容积浓度超过80%时才会使人窒息。但与明火接触或温度达400℃以上时,则分解出对人体有害的气体。R12能与任意比例的润滑油互溶且能溶解各种有机物,但其吸水性极弱。因此,在小型氟利昂制冷装置中不设分油器,而装设干燥器。同时规定R12中含水量不得大于0.0025%,系统中不能用一般天然橡胶作密封垫片,而应采用丁腈橡胶或氯乙醇等人造橡胶。否则,会造成密封垫片的膨胀引起制冷剂的泄漏。3.氟利昂-22(代号:R22)R22也是烷烃的卤代物,学名二氟一氯甲烷,标准蒸发温度约为-41℃,凝固温度约为-160℃,冷凝压力同氨相似,单位容积标准制冷量约为454kcal/m3。R22的许多性质与R12相似,但化学稳定性不如R12,毒性也比R12稍大。但是,R22的单位容积制冷量却比R12大的多,接近于氨。当要求-40~-70℃的低温时,利用 R22比R12适宜,故目前R22被广泛应用于-40~-60℃的双级压缩或空调制冷系统中。26.为什么国际上提出对R11、R12、Rll3等制冷剂限制使用?答:r11(cfcl3)、r12(cf2cl2)、r113(ch3cf3)均为氟族制冷剂.氟里昂能够破坏臭氧层是因为制冷剂中有cl元素的存在,而且随着cl原子数量的增加,对臭氧层破坏能力增加,随着h元素含量的增加对臭氧层破坏能力降低;造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过程中,生成大量的温室气体,如co2等。根据氟里昂制冷剂的分子结构,r11(cfcl3)、r12 (cf2cl2)、r113(ch3cf3) 为氟族制冷剂中的氯氟烃类由于对臭氧层的破坏作用以及最大,被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。因此此类物质目前已禁止使用.27.试述R12、R22、R717、R123、R134a的主要性质。答:1.R717=-33.4℃,R12=-29.8℃,R22=-40.8℃,R134a=-26.5℃.氨(代号:R717)氨作为制冷剂的优点是:易于获得、价格低廉、压力适中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小,泄漏时易发现。其缺点是:有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸,对铜及铜合金有腐蚀作用。.氟利昂-12(代号:R12)R12是一种无色、透明、没有气味,几乎无毒性、不燃烧、不爆炸,很安全的制冷剂。只有在空气中容积浓度超过80%时才会使人窒息。但与明火接触或温度达400℃以上时,则分解出对人体有害的气体。R12能与任意比例的润滑油互溶且能溶解各种有机物,但其吸水性极弱。氟里昂134a(C2H2F4,R134a):是一种较新型的制冷剂,其蒸发温度为-26.5℃。它的主要热力学性质与R12相似,不会破坏空气中的臭氧层,是近年来鼓吹的环保冷媒,但会造成温室效应。是比较理想的R12替代制冷剂。 氟里昂22(CHF2CL,R22):是氟里昂制冷剂中应用较多的一种,主要以家用空调和低温冰箱中采用。R22的热力学性能与氨相近。28.使用R134a时,应注意什么问题。答:虽然R134a制冷剂是新装制冷设备上替代氟利昂R12最普遍的选择,但是由于R134a与R12物化性能、理论循环性能以及压缩机用油等均不相同,因此对于初装为R12制冷剂的制冷设备的售后维修,如果需要再添加或更换制冷剂,仍然只能添加R12,通常不能直接以使用R134a制冷剂的技术问题29.试写出制冷剂R11、R115、R32和R11、R12、Rl2B1的化学式。答:氟里昂12(CF2Cl2)代号R12 氟里昂12氟里昂22(CHF2Cl)代号R22 R22不燃烧也不爆炸三氯一氟甲烷 CCl3F R11二氯二氟甲烷 CCl2F2、 R1230.试写出CF 3Cl、CH4、CHF3、C2H3F2Cl、H2O、CO2的编号。答:CH4 代号为:R50;CH2F-CF3 代号为:R134aNH3 分子量为17,故其代号为R71731.什么叫载冷剂?对载冷剂的要求有哪些?答:载冷剂是在间接冷却的制冷装置中,完成被冷却系统(物体或空间)的热量传递给制冷剂的中间冷却介质,亦称为第二制冷剂.要求:(1)无毒、无腐蚀性。对人体无毒,不会引起其他物质变色、变质.对金属不易腐蚀。(2)比热容大。当制冷量一定时.可使载冷剂的循环量或进、出温差减小。(3)私度小、密度小,使流动时阻力损失减小;黍度高时传热性能变差,所需传热面积要增加。(4)空调加氟利昂凝固点低。在使用温度范围内呈液态。(5)价格低廉、便于获得。(6)化学稳定性好32.常用载冷剂的种类有哪些?它们的适用范围怎样?答:常用的有空气、水、盐水溶液和有机液体。水用于集中式空气调节系统中。盐水溶液适合于中、低温制冷设备中。 33.水作为载冷剂有什么优点?答:价格低廉、易于获得、传热性能好。34.“盐水的浓度愈高,使用温度愈低”。这种说法对吗?为什么?答:不对,凝固点的降低与溶质的分子浓度成正比。所以盐水的浓度愈高,使用温度愈高35.人们常讲的无氟指的是什么意思?答:有些冰箱空调的制冷剂是一种叫氟利昂的化学物品,但是这种化学品会对大气的臭氧层造成破坏,所以现在大部分冰箱空调都不再使用这种制冷剂,以保护环境。36.共沸混合物类制冷剂有什么特点? 答:它是由两种或两种以上的制冷剂按一定的质量比例混合而成,但它的热力性质却不同于任一组成成分,共沸制冷剂按照应用的先后顺序在R500序号中顺次地规定其编号,如R507是由R125/R143a组成的混合物37.简述R12、R22、R717与润滑油的溶解性。答:R12极易溶解于润滑油中,使润滑油性能降低,另外,其渗透能力较强,渗透时不易发现,故对系统的密封要求较高。R22与矿物油有限互溶且溶油性随温度降低而减小,其密度比油小。它的渗透能力很强,泄漏时难以发现。纯氨(R717)对润滑油无不良影响,但有水分时,会降低冷冻油的润滑作用。38.为什么要严格控制氟利昂制冷剂中的含水量?答:氟里昂和水几乎完全相互不溶解,对水分的溶解度极小。从低温侧进入装置的水分呈水蒸气状态,它和氟里昂蒸气一起被压缩而进入冷凝器,再冷凝成液态水,水以液滴壮混于氟里昂液体中,在膨胀阀处因低温而冻结成冰,堵塞阀门,使制冷装置不能正常工作。水分还能使氟里昂发生水解而产生酸,使制冷系统内发生“镀铜”现象。 双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环思考题39.为什么单级压缩制冷压缩机的压力比一般不应超过810?答; 单级蒸气压缩制冷机运行时制冷剂的冷凝压力是由环境介质(如空气或水)温度所决定。单级压缩循环所能达到的最低制冷温度是有限的。通常,最低只能达到-40℃左右。单级压比受压缩机容积效率、制冷剂凝固温度和压缩终了温度的制约一般不应超过8~1040.双级蒸气压缩式制冷循环的形式有哪些?答:1.一级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环2.一级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环3.两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环4.两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环5.两级节流、具有中温蒸发器的中间完全冷却两级压缩制冷循环41. 一级节流与二级节流相比有什么特点?中间不完全冷却与中间完全冷却相比又有什么特点?答:一级节流方式简单、便于操作控制,应用十分广泛。二级节流的双级压缩制冷循环主要用于离心式制冷系统,以及具有多个蒸发温度的大型制冷系统中。在这里介绍几种常用的形式。 循环主要区别在于:低压级压缩机排出的中压蒸气(状态2点)不进入中间冷却器中冷却,而是与中间冷却器出来的制冷剂蒸气(状态3¢点)在管道中相互混合被冷却,然后一起(状态3点)进入高压级压缩机压缩。理论循环一般认为中间冷却器出来的制冷剂状态为饱和蒸气,因此与低压级排气混合后得到的蒸气具有一定的过热度,高压级压缩机吸入的是中间压力pm下的过热蒸气,这就是所谓的“中间不完全冷却”。这种制冷循环特别适用于R22、R134a等氟利昂制冷系统42.双级蒸气压缩式制冷系统制冷剂与循环形式如何选择?答:(1)中间不完全冷却循环的制冷系数要比中间完全冷却循环的制冷系数小 (2)在相同的冷却条件下,一级节流循环要比二级节流循环的制冷系数小 1)一级节流可依靠高压制冷剂本身的压力供液到较远的用冷场所,适用于大型制冷装置。2)盘管中的高压制冷剂液体不与中间冷却器中的制冷剂相接触,减少了润滑油进入蒸发器的机会,可提高热交换设备的换热效果。3)蒸发器和中间冷却器分别供液,便于操作控制,有利于制冷系统的安全运行43.双级蒸气压缩式制冷循环需要确定的主要工作参数有哪些? 答:1、容积比 2、中间压力与中间温度3、循环的热力4、运行特性。44.如何确定最佳中间压力?答:两级压缩制冷系统设计过程中,首先要确定中间压力。正确而合理的选择中间压力,可使制冷循环具有较高的经济性。45.蒸发温度、冷凝温度以及容积比的变化对中间压力各有何影响?答:蒸发温度、冷凝温度以及容积比的变化对中间压力各有何影响?答:当蒸发温度to不变,冷凝温度由tk升高到t’k时,制冷循环由1-2-3-4-1改变为1-2’-3’-4’-1引起的变化是: 冷凝压力由pK升高到p’k。,中间压力将升高 当冷凝温度tk不变,蒸发温度由to 降低到t’o时,制冷循环由1-2-3-4-1改变为1’-2’-3-4’-1’引起的变化是: 制冷剂的蒸发压力由p0降低到p’0。 中间压力将降低容积比的变化对中间压力无影响。在蒸发压力Pe和冷凝压力Pc已给定的情况下,两级压缩制冷循环的中间压力Pm(或中间温度Tm)对循环的经济性、压缩机的容量和功率都具有一定的影响,因此合理地确定中间压力Pm(中间温度Tm)是压缩机计算过程中的一个重要环节。反过来,在在蒸发压力Pe和冷凝压力Pc已给定的情况下,必然对应有一个最佳的中间压力Pm(中间温度Tm),满足使压缩机制冷系统处于最大制冷系数条件下工作的中间压力Pm(中间温度Tm)。这一点对于无级能量调节的螺杆压缩机组,可以通过微调制冷压缩机的能量调节来调整中间压力Pm(中间温度Tm),使其稳定于最佳中间压力Pm(中间温度Tm)条件下工作。也就使制冷装置经常处于最大制冷系数的状态下工作。46.什么是复叠式制冷循环?为什么要采用复叠式制冷循环?答:复叠式制冷循环通常是由两个独立的制冷系统组成的、分别称为高温部分和低温部分。高温部分采用中温制冷剂,低温部分采用低温制冷剂,而每一个部分都是一个完整的单级或双级制冷系统。高温部分系统中制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中的制冷剂冷凝。只有 低温部分系统中的制冷剂在蒸发时,从被冷却的对象吸热制取冷量。高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来,它既是高温部分的蒸发器,又是低温部分的冷凝器复叠式制冷采用环保制冷剂,符合国际环保要求:性价比高,价格仅为进口同类产品的1/3-1/2;结构紧凑,可考性高操作简单,采用智能变频PID控制及多点无接触测温系统;主要元件全部采用国际知名品牌,完全可替代进口同类产品其它制冷方法思考题47.吸收式制冷的能量补偿是什么?答:可直接利用热能作为补偿,可用0.03-0.8MPa的低压蒸气,也可用温度80-120°C的热水,甚至可用工业生产中得废气、废热及余热作为补偿热源48.吸收式制冷的基本组成有那些设备?答:吸收式制冷循环由发生器,吸收器,冷凝器,蒸发器,一级溶液泵,节流器,调压阀组成 49.吸收式制冷循环对工质选择的要求有那些?答:对吸收剂的选择应具有如下要求:1)吸收剂应具有强烈吸收制冷剂的能力,这种能力越强,在制冷机中所需要的吸收剂循环量越少;发生器工作热源的加热量、在吸收器中冷却介质带走的热量以及泵的耗功率也随之减少。2)作为吸收剂和制冷剂的两种物质,它们的沸点希望相差越大越好。吸收剂的沸点越高,越难挥发,在发生器中蒸发出来的制冷剂纯度就越高。如果吸收剂不是一种极难挥发的物质,则发生器中蒸发出来的将不全是制冷剂,这就必须通过精馏的方法将这部分吸收剂除去,否则将影响制冷效果。使用精馏方法将吸收剂与制冷剂分开,这不仅需要专用的精馏设备,而且精馏效率也会影响制冷循环的工作效率。3)吸收剂也希望具有较大的热导率,较小的密度和粘度,而且应具有较小的比热容,以提高制冷循环的工作效率。4)吸收剂的化学性质应具有较好稳定性,要求无毒不燃烧不爆炸,对制冷机的金属材料无腐蚀。5)吸收式制冷循环工质对所组成的二元溶液,必须是非共沸溶液。因共沸溶液具有共同的沸点,故共沸溶液不能作为吸收式制冷循环的工质对 50.常用工质对有那些?它们谁做为制冷剂?常用工质对的性质、特点有那些?51.单效溴化锂吸收式制冷循环的组成?原理图怎样?发生的过程有那些?52.双效溴化锂吸收式制冷循环的组成?原理图怎样的?答:双效溴化锂吸收式制冷循环由发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、以及溶液泵、节流器和高压发生器等组 成 53.其它形式溴化锂吸收式制冷循环的种类?答:包括无泵式溴化锂吸收式制冷、扩散-吸收式制冷、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的制冷循环、两级吸收溴化锂吸收式制冷循环54.溴化锂吸收式制冷循环的特点?55.溴化锂吸收式制冷机中溶液热交换器起什么作用?不设行不行?答:作用:将从吸收器出来的稀溶液加热升温。不行56.直燃式溴化锂吸收式冷热水机组与双效制冷机有何异同?答:无论是直燃机还是双效机,其制冷原理是一样的,而且在制冷循环中溴化锂稀溶液与中间溶液的浓度、温度压力等也相同。不同之处:双效溴化锂制冷机多了一个高压发生器。57.试述溴化锂吸收式制冷机的主要特点?答:主要特点:工作压力很低,高压侧和低压侧都必须保持很高的真空度 58.试述溴化锂吸收式制冷机的应用场合?答:试述溴化锂吸收式制冷机的应用场合 有热电厂或者钢铁厂之类的大型热源的地区,可以利用热59.能够实现制冷的方法有那些?答:蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷、吸收式制冷、相变制冷、气体膨胀制冷、热电制冷、60.液体汽化制冷的类型有那些?答:压缩式、吸收式、喷射式、吸附式61.蒸汽喷射式制冷的动力是什么?主要组成设备有那些?答:蒸气喷射式制冷是靠液体汽化来制冷的。其组成部件包括:喷射器、冷凝器、蒸发器、截留法、泵。喷射器又由喷嘴、吸入室、扩压器三个部分组成。62.吸附式制冷的原理?P60答:高真空下水蒸发吸收热量让冷水冷下来,蒸发的水汽用溴化锂溶液吸收,吸收水份变稀的溴化锂用蒸汽加热蒸发水份变浓,蒸出的水冷下来再节流后去喷淋蒸发,如此循环。63.气体膨胀制冷所用的工质指那些? 答:热力循环中可使热与功相互转换的可压缩流体叫工质,充当工质的有气体或由液态过渡为气态的蒸气,如蒸汽轮机中的蒸气,内燃机中的燃气,制冷装置中的氨蒸气等。64.涡流管制冷的机理和主要组成。 答:涡流管制冷的机理:压缩空气喷射进涡流管的涡流室后,气流以高达每分钟一百万转的速度旋转着流向涡流管的热气端出口,一部分气流通过控制阀流出,剩余的气体被阻挡后,在原气流内圈以同样的转速反向旋转,并流向涡流管的冷气端。在此过程中,两股气流发生热交换,内环气流变得很冷,从涡流管的冷气端流出,外环气流则变得很热,从涡流管的热气端流出。涡流管可以高效的产生出低温气体,用作冷却降温用途,冷气流的温度及流量大小可通过调节涡流管热气端的阀门控制。涡流管热气端的出气比例越高,则涡流管冷气端气流的温度就越低,流量也相应减少。涡流管最高可使原始压缩空气温降70℃。主要组成:压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和控制系统等。65.热电制冷的机理和目前的使用场合。答;在热电制冷系统中,掺杂的半导体材料就充当了液态制冷剂的作用,而冷凝器被散热器所取代,压缩机被直流电源所取代。通过在热电制冷器上加载直流电源,使半导体中的电子发生运动。在半导体材料的冷端,热量被电子运动所吸收,这些电子运动到材料的另外一端,即热端。由于材料的热端连接在散热器上,热量也就从材料体内传到散热器上,然后再被输送到环境中。 热电制冷技术在工业、国防、医疗和畜牧业等方面得到了广泛应用66.热电制冷的特点?答:(1)结构简单;(2)体积小;(3)启动快、控制灵活;(4)操作具有可逆性;(5)主要缺点是效率低,耗电多;(6)热电制冷不使用制冷剂,无运动部件,无污染,无噪声,并且尺寸小,重量轻,在深潜、仪器、高压试验仓等特殊要求场合使用十分适宜。(7)热电制冷器参数不受空间方向的影响,即不受重力场影响。活塞式制冷压缩机思考题与练习题p7967.制冷压缩机是如何分类的?P79答:结构分类:螺杆式制冷压缩机、活塞式制冷压缩机 、离心式制冷压缩机式样分类:半封闭制冷压缩机、蝶阀谷轮制冷压缩机、双级制冷压缩机。68.如何区分开启式、半封闭式、全封闭式制冷压缩机?p80答:全封闭式主要用在小型制冷系统 如家用冰箱;半封闭主要用在商场用的冷藏箱等系统;开启式:压缩机的动力输入轴伸出机体外,通过联轴器或皮带轮与电动机联结,并在伸出处 用轴封装置密封。69.活塞式制冷压缩机的实际工作循环包括哪些过程?P81页到82页答:活塞式制冷压缩机的实际工作循环包括哪些过程?答:活塞式压缩机是利用汽缸中活塞的往复运动来压缩汽缸中气体的,利用曲炳连杆机构将原动机的旋转运动转变为活塞的往复直线运动,故也称为往复式压缩机。工作过程:当活塞处于下止点时,汽缸内充满了低压蒸汽;当活塞开始往上移动时,汽缸工作容积缩小,其压力逐渐升高;当其压力升到比排气腔部的蒸汽压力稍高时,压缩过程结束。70.活塞式制冷压缩机有何优缺点?答:(1).优点 活塞式制冷压缩机的主要优点有:①能适应较广阔的压力范围和制冷量要求。②效率较高,喀位耗电量相对较少.特别是偏离设计工况运行时更为明显。③对材料要求低,多用普通金属材料,加r比较容易,造价较低廉。④技术上较为成熟,生产使用上积累厂丰富的经验。⑤装置系统比较简章。(2).缺点 上述优点使活塞式制冷压缩机在中、小制冷量范围内,成为制冷压缩机中应用 最广、生产批量最大的机型。但也有不足之处,主要缺点是:①因受到活塞往复惯性力的影响,转速受到限制,不能过高,因此单机输气量大时,机器显得很笨重。②结构复杂,易损件多,维修工作员大。③出于受到各种力、力矩的作用,运转时振动较大。④输气不连续,气体压力有波动。71.简述活塞式制冷压缩机的分类。答:(1).按压缩机密封方式分:制冷系统内的制冷工质是不允许泄漏的,从防止泄漏所采取的密封结构方式来分,活塞式制冷压缩机可分为开启式和封闭式两大类。(2).按气阀布局方式分类:压缩机气阀的不同布局方式会造成制冷剂进出气缸的不同 流动方向。按此,压缩机可分顺流式和逆流式两种。(3).按气体压编的级傲分类:将制冷剂燕气由蒸发压力提高到冷凝压力需经过几次压缩来完成,称为几级压缩。可分为单级和多级(一般为两级)制冷压缩机。 此外,按制冷压缩机的列数分为单列和多列,(4)、按气缸作用方式分为单作用式、双作用式和级差式。按运动机构形式不同可分为滑道滑块式和斜盘式;按有无十字头可分为有十字头式和无十字头式。按冷却方式可分为风冷式和水冷式;按是否固定可分为固定式和可移式等。72.活塞式制冷压缩机和机组的型号是怎样表示的?73.活塞式制冷压缩机有哪些主要零部件?答:活塞式制冷压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。74.活塞式制冷压缩机中的易损件有哪些?答:汽阀是压缩机的一个重要部件,属于易损件75.机体有何作用?为什么要在机体上安装气缸套? 答:它是支承汽缸套、曲轴连杆机构及其它所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体。为了便于当汽缸套磨损时维修或更换。所以要在机体上安装气缸套76.曲轴有哪几种?各有何特点?答:发动机曲轴有整体锻造、整体铸造和组合式。1、整体铸造曲轴的特点是,加工性好,金属切削量少,成本低,容易得到合理的结构形状。如椭圆形曲柄臂,桶形空心轴颈和卸荷槽等。另外具有应力分布均匀,但易出现铸造缺陷,将严重影响曲轴的疲劳强度。2、整体锻造曲轴的特点是结构紧凑,质量轻,强度高。但难以得到所需要的复杂形式,平衡块也不易与曲轴制成一体。3、组合曲轴,大型曲轴由于整体毛坯的制造能力受到限制,以及部分损坏时更换整根曲轴不经济,所以多采用组合式曲轴。组合曲轴一般又分为套合曲轴(全套合或半套合)和圆盘式组合曲轴两种。77.连杆组件由哪些零件组成? 答:连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆衬套,连杆盖,定位套筒成78.试述气环和油环的工作原理。答:简单地说,气环依靠其弹性紧紧地贴在气缸壁上,而且在装配时几道气环的开口是错开的,因而能起到密封的作用,保持活塞以上气缸的密封性;而油环除了紧紧地贴在气缸壁上之外,在其结构上又采取了一些措施,如贮油槽、回油孔、略带锥度的外表明,使其能将附着在气缸壁上的润滑油被刮下来流会油底壳。79.气阀的作用是什么?主要由哪些零部组成,是如何工作的?常见的气阀结构形式有哪几种?答:汽阀包括吸气阀和排气阀,活塞每上下往复运动一次,吸、排气阀各启闭一次,从而控制压缩机并使其完成吸气、压缩、排气等四个工作过程。活塞式制冷压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。压缩过程1-2:活塞从下止点向上运动,吸、排汽阀处于关闭状态,气体在密闭的气缸中被压缩,由于气缸容积逐渐缩小,则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。 排气过程2-3:活塞继续向上移动,致使气缸内的气体压力大于排气压力,则排气阀开启,气缸内的气体在活塞的推动下等压排出气缸进入排气管道,直至活塞运动到上止点。此时由于排气阀弹簧力和阀片本身重力的作用,排气阀关闭排气结束。螺杆式制冷压缩机,活塞式制冷压缩机。80.刚性环片阀和簧片阀各有何特点?81.轴封装置有何作用?试述摩擦环式轴封装置的结构和工作原理。答:轴封---轴封的作用在于防止制冷剂蒸汽沿曲轴伸出端向外泄漏,或者是当曲轴箱内压力低于大气压时,防止外界空气漏入。因此,轴封应具有良好的密封性和安全可*性、 且结构简单、装拆方便、并具有一定的使用寿命。轴封装置主要有机械式和填料式两种。目前常用的机械式轴封主要有摩擦环式和波纹管式。其中,国产系列活塞式制冷压缩机大都采用摩擦环式轴封,这种轴封由活动环(摩擦环)、固定环、弹簧及弹簧座、压圈和两个“0”形耐油橡胶圈所组成。活动环槽内嵌一橡胶密封圈并与活动环一同套装在轴上,在弹簧力和压圈的作用下,活动环与橡胶圈一同被压紧在轴上且使活动环紧贴在固定环上。工作时弹簧座与弹簧、轴上橡胶密封圈及活动环随同曲轴一起转动,固定环及其上的橡胶圈则固定不动。故工作时活动环和固定环作相对运动,紧贴的摩擦面起防止制冷剂往外泄漏的密封作用,轴上橡胶圈用来密封轴与活动环之间的间隙,固定环上的耐油橡胶密封圈起防止轴封室内润滑油外泄的作用。82.我国开启活塞式制冷压缩机系列产品在结构上具有哪些特点?83.半封闭活塞式制冷压缩主要特点有哪些?84.全封闭活塞式制冷压缩机主要特点有哪些?85.试述滑管式和滑槽式压缩机驱动机构的工作原理。答:滑管式工作原理:中空的筒形活塞与滑管焊接成相互垂直的丁字形整体,滑块为一 圆柱体,可在滑管内滑行,滑块的中部开有一圆孔,曲轴上的曲柄销穿过滑管管壁上下的导槽,垂直插入这个圆孔,形成一旋转副。当曲轴旋转时,滑块既绕曲轴中心旋转又沿滑管内壁往复滑行,并带动滑管活塞在气缸内作往复运动,完成压缩气体的任务。滑槽式工作原理:止转框架相当于滑管式驱动机构中的滑管,但止转框架上的滑槽表面为平面,因而在滑槽中滑动的滑块表面也是平面,而非滑管式中的圆柱表面。图中所示的滑槽式驱动机构带动的活塞有四个。每个止转框架的两侧装两个,构成对置式。两个框架相互垂直。当曲轴旋转时,曲柄销带动滑块运动,因为止转框架与活塞刚性地联结在一起,只能在活塞中心线的方向运动,从而限制滑块只能作垂直方向和水平方向的运动而不能转动,这一点与滑管式驱动机构中的滑块的运动是相同的。曲轴旋转使活塞往复运动,完成压缩机的工作循环。86.何谓活塞式压缩冷凝机组?如何分类?答:活塞式制冷压缩机的多机组合机组叫活塞式压缩冷凝机组冷凝器冷却方式不同,可分为水冷冷水机组和风冷冷水机组。87.活塞式冷水机组的构成与特点是什么?答:由活塞式压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、油分离器组成, 特点:制冷系统互不影响、运行电耗降低节约了能源、安全可靠性大大提高。88. 活塞式模块化冷水机组的组成与特点是什么?(88 89 90 题在81到84 页)89.简述活塞式制冷压缩机的理论工作循环。90.活塞式制冷压缩机的实际工作循环与理论工作循环有何区别?91.何谓活塞式制冷压缩机的气缸工作容积、理论输气量?答:气缸工作容积:活塞在从一个止点运动到另一个止点(上止点和下止点)间运动所扫过的容积称为气缸工作容积。理论输气量:单位时间内压缩机按理论过程工作时的输气量,压缩机一转中的理论输气量等于气缸数与气缸工作容积的乘积。92.一台8缸活塞式制冷压缩机气缸直径为125mm,活塞行程为100mm,转速为960r/min,求其理论输气量。答: 604 2 sniDVh  VH理论体积输气量,单位m的3次方每秒;D 气缸直径,单位 m;n 转速 单位r/min; s活塞行程 单位 m;i气缸数 ;93.何谓输气系数?活塞式制冷压缩机的输气系数由哪几个系数组成?各系数有何含义?答:压缩机输气系数是这样定义的:压缩机实际容积流量与理论容积流量之比。输气系数(λ)可以用下式表示:λ=λVλpλtλl 其中,λV——容积系数,与余隙容积有关;λp——压力系数,与吸气过程的压力损失有关;λt——温度系数,与压缩机气缸内温度有关;λl——气密系数,与压缩机的密封程度有关。输气系数在一定意义上可以理解为容积效率。94.何谓余隙容积?为什么会产生余隙容积?余隙容积对活塞式制冷压缩机的输气量有何影响?答:由于压缩机结构、制造、装配、运转等方面的需要,气缸中某些部位留有一定的空间或间隙,将这部分空间或间隙称为余隙容积。压缩机在以下几个部位存在着余隙容积: 1、活塞运动排气行程终了时,其端面与气缸端面之间的间隙; 2、气缸镜面与活塞外圆(从端面到第一道活塞环)之间的间隙; 3、由于气伐至气缸容积的通道所形成的容积。在压缩机工作时,余隙容积使进气伐吸入的气体体积减少了,相应排气量降低了,所以在设 计气缸时,要预先考虑到余隙容 积对排 气量的影响。设计压缩机时,在考虑到生产率、制造、装配和安全运转等情况下,应尽量使余隙容积小些。但有时为了调整活塞力,相应加大些余隙容积,这在设计对动式压缩机时,也是经常碰到的。95.何谓指示功率和指示效率?影响活塞式制冷压缩机指示功率和指示效率的因素有哪些?答:单位时间内实际循环所消耗的指示功就是压缩机的指示功率Pi,单位KW指示效率是指压缩1kg工质所需的等熵循环理论功与实际循环指示功之比。(1)压缩机汽缸中余隙过大;(2) 压缩机中吸、排气阀门、活塞环损坏;(3) 压缩机安全旁通阀泄漏;(4) 压缩机吸气温度过高;(5) 压缩机汽缸中润滑油中断 。96.排气温度过高有哪些危害?降低排气温度的主要措施有哪些?答:主要有浪费能源、减少压缩机寿命等危害,降低温度措施:1提高压缩机吸气压力2.疏通压缩机吸气管道或过滤器3.降低压缩机回气管道中阻力,气体流动速度慢易产生过热现象,致使排气温度升高4.降低制冷压缩机冷凝压力5.提高压缩机缸盖冷却水套水量 97.试用活塞式制冷压缩机的性能曲线分析冷凝温度、蒸发温度的变化对压缩机制冷量和轴功率的影响。答:当蒸发温度降低,即压缩机的吸气压力降低时,制冷剂的比容积增大,因而循环量减少,导致制冷量减少。当冷凝温度升高时,压缩比增大,输气系数减少,使制冷剂循环量减少,但冷凝温度对制冷量的影响不如蒸发温度那么显著,压缩机非法耗功随制冷剂循环量和压缩机运行温度而变化。a)蒸发温度不变时,冷凝温度升高,制冷剂循环量虽在减少,但是其减少的比值较单位绝热压缩功增大的比值要小,因此轴功率值增大。反之,如冷凝温度低,轴功率也降低。b)冷凝温度不变时,蒸发温度降低,制冷剂循环量也随着减少,但单位绝热压缩功却随蒸发温度下降而增大。98.活塞式制冷压缩机常用的能量调节方式有哪几种?答:1.压缩机的间歇运行;2.旁通调节和顶开吸气阀片调节3.关闭吸汽通道的调节4.变速调节5.起动卸载99.试述液压缸拉杆全顶开吸气阀片调节机构的工作原理。答:液压传动原理:以油液作为工作介质,通过密封容积的变化来传递运动,通过油液 内部的压力来传递动力。 在一定体积的液体上的任意一点施加的压力,能够大小相等地向各个方向传递.这意味着当使用多个液压缸时,每个液压缸将按各自的速度拉或推,而这些速度取决于移动负载所需的压力.在液压缸承载能力范围相同的情况下,承载最小载荷的液压缸会首先移动,承载最大载荷的液压缸最后移动. 为使液压缸同步运动,以达到载荷在任一点以同一速度被顶升,一定要在系统中使用控制阀或同步顶升系统元件.100.对活塞式制冷压缩机进行润滑的作用是什么?常用润滑方式有哪几种?答:作用:(1)使润滑油在作相对运动的零件表面形成一层油膜,从而降低压缩机的摩擦功和摩擦热,从而减少压倒优势的磨损量,提高压缩机的机械效率,运转的可靠性和耐久 性。(2)润滑油带走摩擦热量,使摩擦表面的温度保持在允许的范围内;(3)由于有润滑油的存在于活塞与汽缸镜面的间隙及轴封中,密封效果提高。从而提高压缩机的效率和阻止制冷剂蒸汽的泄漏;(4)使润滑油不断地冲刷金属摩擦表面事带走磨屑,便于使用滤清器将磨屑清除;(5)它所建立的油压可作为控制顶开吸汽阀机构的液压动力。润滑方式:飞溅润滑和压力润滑两种。101.制冷系统各部件对冷冻机油的性能有何要求?冷冻机油的主要质量指标有哪些?答:各部件对冷冻机油的性能要求:压缩机:①与制冷剂共存时具有优良的化学稳定性;②有良好的润滑性;③有极好的与制冷剂的互溶性;④对绝缘材料和密封材料具有优良的适应性;⑤不含机械杂质;⑥有良好的抗泡沫性。冷凝器:有优良的与制冷剂的相溶性;膨胀阀。①无蜡状物絮状分离;②不含水;③不含机械杂质 。 蒸发器 :①有优良的低温流动性;②无蜡状物絮状分离;③不含水;④有极好的与制冷剂的互溶性。主要质量指标有:冷冻机油是一种深度精制的专用润滑油,主要用干与制冷剂相接触的各种制冷压缩机的润滑。因此它需要具有下列几种性能。(1)需要有适当的粘度这是同其他机械润滑中具有相同的要求。(2)良好的低温流动性因为制冷系统中冷冻机油有耐会遇到甚至比一80°c更低的低温条件,如果低温流动性达不到要求,会在蒸发器等低温处因失去流动能力面沉积在蒸发器内,因而影响制冷效率和制冷能力。(3)要有较好的粘温性能在制冷系统中除了会遇到上述低温条件外,而且在气缸等处还要在高达130~150°c左右的高温条件下工作,所以要求冷冻机油的粘度在温度变化时要小,遗才能保证在各种不同温度条件下,都其有良好的润滑性能,即所谓有良好的粘温性能。102.活塞式制冷压缩机安全保护的措施分为哪几类?答: 分类:(一)按压缩机的气缸位置(气缸中心线)可分为: (1)卧式压缩机,气缸均为横卧的(气缸中心线成水平方向)。 (2)立式压缩机气缸均为竖立布置的(直立压 缩机)。 (3)角式压缩机,气缸布置成 L 型、V型、W 型和星型等不同角度的。 (二)按制冷压缩机气缸段数(级数)可分为: (1)单段压缩机(单级):气体在气缸内进行一次压缩。 (2)双段压缩机(两级):气体在气缸内进行两次压缩。 (3)多段压缩机(多级):气体在气缸内进行多次压缩。(三)按气缸的排列方法可分为:(1)串联式制冷压缩机:几个气缸依次排列于同一根轴上的多段压缩机,又称单列压缩机。(2)并列式压缩机:几个气缸平行排列于数根轴上的多级压缩机,又称双列压缩机或多列压缩机。 (3)复式压缩机:由串联和并联式共同组成多段压缩机。(4)对称平衡式压缩机:气缸横卧排列在曲轴轴颈互成 180度的曲轴两侧,布置成 H 型,其惯性 力基本能平衡。(大型压缩机都朝这方向发展)。 螺杆式制冷压缩机思考题103. 简述螺杆式制冷压缩机的工作原理及工作过程。答:螺杆式压缩机的工作:是依靠啮合运动着的一个阳转子与一个阴转子,并借助于包围这一对转子四周的机壳内壁的空间完成的。当转子转动时,转子的齿、齿槽与机壳内壁所 构成的呈“V”字形的一对齿间容积称为基元容积,其容积大小会发生周期性的变化,同时它还会沿着转子的轴向由吸气口侧向排气口侧移动,将制冷剂气体吸入并压缩至一定的压力后排出。工作工程:1.吸气过程:齿间基元容积随着转子旋转而逐渐扩大,并和吸入孔口连通,气体通过吸入孔口进入齿间基元容积,称为吸气过程。当转子旋转一定角度后,齿间基元容积越过吸入孔口位置与吸入孔口断开,吸气过程结束。值得注意的是,此时阴、阳转子的齿间基元容积彼此并不连通。 2.压缩过程:压缩开始阶段主动转子的齿间基元容积和从动转子的齿间基元容积彼此孤立地向前推进,称为传递过程。转子继续转过某一角度,主动转子的凸齿和从动转子的齿槽又构成一对新的V形基元容积,随着两转子的啮合运动, 基元容积逐渐缩小,实现气体的压缩过程。压缩过程直到基元容积与排出孔口相连通的瞬间为止,此刻排气过程开始。 3.排气过程:由于转子旋转时基元容积不断缩小,将压缩后具有一定压力的气体送到排气腔,此过程一直延续到该容积最小时为止。 R随着转子的连续旋转,上述吸气、压缩、排气过程循环进行,各基元容积依次陆续工作,构成了螺杆式制冷压缩机的工作循环。104. 何谓内压缩过程、内容积比、内压力比?答;内容积比:转子的齿间基元容积随着螺杆的旋转容积的缩小而被压缩,直至基元容积与排气孔口边缘相通为止。内压缩过程 :压缩开始阶段主动转子的齿间基元容积和从动转子的齿间基元容积彼此孤立地向前推进,称为传递过程。105. 简要分析螺杆式制冷压缩机为何会产生附加功损失。答:附加功损失:当内压缩终了压力p2与排气腔内气体压力pd不等时,基元容积与排气孔口连通时,基元容积中的气体将进行定容压缩或定容膨胀,使气体压力与排气腔压力pd趋于平衡,从而产生附加功损失。 106. 螺杆式制冷压缩机的型号是如何表示的?答:第一位表示:运转型式:Z-自动型,手动不标第二位表示:二次进气,用数字2表示,一次进气不标第三位表示:型式:K-开启型,B-半封闭型第四位表示:制冷剂种类:A-氨、F-氟里昂第五位表示:转子公称直径,用数字表示,单位cm第六位表示:转子导程:D-短导程、C-长导程、T-特长导程第七位表示:编号:Y-工质冷却油冷,水冷却油冷不标,用数字表示改型设计第八位表示:电机功率KW107. 螺杆式制冷压缩机的优缺点主要有哪些?答:螺杆式制冷压缩机的主要优点是:①与活塞式制冷压缩机相比,螺杆式制冷压缩机的转速较高(通常在3000r/rain以上),又有质量轻、体积小、占地面积小等一系列优点,因而经济性较好。②螺杆式制冷压缩机没有往复质量惯性力,动力平衡性能好,基础可以很小。 ③螺杆式制冷压缩机结构简单紧凑,易损件少,所以运行周期长,维修简单,使用可靠,有利于实现操作自动化。④螺杆式制冷压缩机对进液不敏感,可采用喷油或喷液冷却,故在相同的压力比下,排气温度比活塞式制冷压缩机低得多,因此单级压力比高。⑤与离心式制冷压缩机相比,螺杆式制冷压缩机具有强制输气的特点,即输气量几乎不受排气压力的影响。在较宽的工况范围内,仍可保持较高的效率。螺杆式制冷压缩机的主要缺点是:①由于气体周期性地高速通过吸、排气孔口,及通过缝隙的泄漏等原因,使压缩机产生很大的噪声,需要采取消声或隔声措施。②要求精度较高的螺旋状转子,需要有专用设备和刀具来加工。③由于间隙密封和转子刚度等的限制,目前螺杆式制冷压缩机还不能像活塞式制冷压缩机那样达到较高的终了压力。④由于螺杆式制冷压缩机采用喷油方式,需要喷人大量油,必须配置相应的辅助设备,从而使整个机组的体积和质量加大。 108. 螺杆式制冷压缩机由哪些主要零部件组成?各主要零部件的作用是什么?答:1.机体部件:为各零部件提供正确的装配位置,保证阴、阳转子在气缸内啮合,可靠地进行工作。2.转子部分:主动转子通过联轴器与电机直联,并带动从动转子旋转3.滑阀部分:滑阀的另一个作用是将润滑油引入滑阀内部的空腔,并通过滑阀上的若干小孔将油喷到机体与转子之间。油在压缩机中的作用是润滑、冷却、密封和消声。4.轴封部件:其中动环、弹簧、弹簧座及动环胶圈装配在一起并随主动转子旋转而旋转,静环及静环胶圈装配在轴封压盖上相对于机体固定。弹簧提供给动、静环之间合适的压力。因此,安装轴封时要调整弹簧的弹力。 5.连轴部件:联轴器安装不当,不但会引起机器运转不平稳、噪声增高,而且对转子、主轴承、止推轴承和轴封会产生异常损伤。109. 何谓螺杆式制冷压缩机转子的齿形?对齿形有何基本要求?答:型面在垂直于转子轴线平面上的投影为转子的齿形要求:1、较好的气密性;2、接触线长度尽量短; 3、较大的面积利用系数;110. 螺杆式制冷压缩机转子典型齿形有哪些?各有何特点?答:螺杆式制冷压缩机转子典型齿形有1、X齿形 特点:齿高半径大,齿厚薄、齿形圆润;2、Sigma齿形特点:接触线短,齿形光滑,齿形属于单边齿形;3、CF齿形特点:面积只有X齿形的1/6,效率高。111. 螺杆式制冷压缩机转子主要结构参数有哪些?对螺杆式制冷压缩机的性能各有何影响?答:(1)、转子的齿形;(2)、转子的齿数和扭转角;(3)、圆周速度和转速;(4)、公称直径、长径5比λ;(5)、级数与压力比 ;(6)、间隙 影响压缩机的可靠性与经济性。112. 螺杆式制冷压缩机能量调节的方法有哪些? 答:螺杆式冷冻机能量调节主要有滑阀调节和入口阀节流调节,其次有转速调节、电机调频调节、水冷器的调节、喷油量的调节等等调节方式包括有段能调和无段能调两种:有段能调分三段容调(33%、66%及100%)和四段容调(25%、50%、75%及100%);无段能调与有段能调基本原理构造相同,只是可以在33%-100%或25%-100%容量之间作连续式控制。工作原理都是容调活塞推动容调滑块,容调滑块的移动部分冷媒旁通回吸气端,使冷媒流量减少以达到部分负载及压缩机的卸载功能。113. 简述滑阀调节和塞柱阀调节输气量的工作原理。答:1)工作原理是通过滑阀的移动使压缩机阴、阳转子的齿间基元容积在齿面接触线从吸气端向排气端移动的前一段时间内,通过滑阀回流孔仍与吸气孔口相通.并使部分气体回流到吸气孔口。即通过改变转子的有效工作长度,来达到输气量调节的目的。塞柱阀调节工作原理 塞柱阀调节输气量的工作原理。塞柱阀的启闭是通过电磁阀控制液压泵中油的进出来实现的。塞柱阀调节输气量只能实现有级调节。114. 螺杆式制冷压缩机内容积比是如何调节的?答:(1)机械可调式,利用丝杆进行手动调节,对内容积比V进行改变(2)自动可调式:由液压活塞进行自动调节,对内容积比V进行改变.114. 简述单螺杆式制冷压缩机的基本结构及工作原理。答:1:单螺杆式制冷压缩机又叫蜗杆压缩机,它由一根螺杆和两个星轮组成,它在很多方面与双螺杆式制冷压缩机类似,而且更加理性的力平衡。2:它具有一对相互啮合、相反旋转的螺旋形齿的转子。其齿面上凸的转子称为阳转子,齿面下凹的转子称为阴转子。转子的齿相当于活塞,转子的齿槽、机体的内壁面和两端端盖等共同构成的工作容积,相当于气缸。机体的两端设有成对角线分布的吸、排气孔口。随着转子在机体内的转动,使工作容积由于齿的入侵或脱开而不断变化,从而周期性改变转子每对齿槽间的容积,达到吸气、压缩和排气的目的。 115. 螺杆式制冷压缩机输气量的大小与哪些因素有关?影响容积效率的主要因素有哪些? 答:1:整个过程从吸气开始,然后气体在密封的基元容积中被压缩,最后由排气孔口 排出。阴、阳转子和机体之间成v字形的一对齿间容积的大小,随着转子的旋转而变化,同时,其空间位置不断移动。2:一:吸气过程二:压缩过程三:排气过程116. 何谓螺杆式制冷压缩机组?答:螺旋压缩机主机是螺杆式制冷压缩机组的核心部分。机组由蒸发器出来的状态为气体的冷媒;经压缩机绝热压缩以后,变成高温高压状态。被压缩后的气体冷媒,在冷凝器中,等压冷却冷凝,经冷凝后变化成液态冷媒,再经节流阀膨胀到低压,变成气液混合物。其中低温低压下的液态冷媒,在蒸发器中吸收被冷物质的热量,重新变成气态冷媒。气态冷媒经管道重新进入压缩机,开始新的循环。这就是冷冻循环的四个过程。117. 简述单螺杆式制冷压缩机的基本结构及工作原理。答:1:单螺杆式制冷压缩机又叫蜗杆压缩机,它由一根螺杆和两个星轮组成,它在很多方面与双螺杆式制冷压缩机类似,而且更加理性的力平衡。2:它具有一对相互啮合、相反旋转的螺旋形齿的转子。其齿面上凸的转子称为阳转子,齿面下凹的转子称为阴转子。转 子的齿相当于活塞,转子的齿槽、机体的内壁面和两端端盖等共同构成的工作容积,相当于气缸。机体的两端设有成对角线分布的吸、排气孔口。随着转子在机体内的转动,使工作容积由于齿的入侵或脱开而不断变化,从而周期性改变转子每对齿槽间的容积,达到吸气、压缩和排气的目的。118. 螺杆式制冷压缩机输气量的大小与哪些因素有关?影响容积效率的主要因素有哪些? 答:1:整个过程从吸气开始,然后气体在密封的基元容积中被压缩,最后由排气孔口排出。阴、阳转子和机体之间成v字形的一对齿间容积的大小,随着转子的旋转而变化,同时,其空间位置不断移动。2:一:吸气过程二:压缩过程三:排气过程119. 何谓螺杆式制冷压缩机组?答:螺旋压缩机主机是螺杆式制冷压缩机组的核心部分。机组由蒸发器出来的状态为气体的冷媒;经压缩机绝热压缩以后,变成高温高压状态。被压缩后的气体冷媒,在冷凝器中,等压冷却冷凝,经冷凝后变化成液态冷媒,再经节流阀膨胀到低压,变成气液混合物。 其中低温低压下的液态冷媒,在蒸发器中吸收被冷物质的热量,重新变成气态冷媒。气态冷媒经管道重新进入压缩机,开始新的循环。这就是冷冻循环的四个过程。121. 分别简述带经济器的螺杆压缩机系统、喷液螺杆压缩机系统及多台主机并联运转系统的工作原理及特点。答:经济器也是通过制冷剂挥发吸热从而给送到蒸发器的制冷剂提供二次降温达到节约的目的。他里面走的是小循环,它里面的制冷剂是从 贮槽-经济器-压缩机-冷凝器-贮槽 如此来循环下去;喷液螺杆压缩机系统:(1) 吸气过程:电机驱动转子,主从转子的赤沟空间在转至进气端壁开口时,其空间大,外界的空气充满其中,当转子的进气侧端面转离了壳之进气口时,在齿沟间的空气被封闭在主、从转子与机壳之间,完成吸气过程。(2) 压缩过程:在吸气结束时,主、从转子齿峰与机壳形成的封闭容积随着转子角度的变化而减少,并按螺旋状移动,此为“压缩过程”。 (3) 压缩气体与喷油过程:在输送过程中,容积不断减少,气体不断被压缩,压力提高,温度升高,同时,因气压差而变成雾状的润滑被喷入压缩腔,从而达到压缩、降低温度密封放润滑的作用。(4)排气过程:当转子之封闭齿峰旋转到与机壳排气口相遇时,被压缩的空气开始排放,直到齿峰与齿沟的吻合面移至排气端面,此时齿沟空间为零,即完成排气过程。与此同时,主从转子的另一对齿沟已旋转至进气端,形成最大空间,开始吸气过程,由此开始一个新的压缩循环。 多台主机并联运转系统的工作原理:是运用逆卡诺循环原理,通过压缩机做功使工质(制冷剂)产生相变(气态—液态—气态),热水主机内置一种吸热介质--制冷剂(冷媒),冷媒可吸收空气中的热能,在蒸发器内部蒸发气化,通过热水系统中的压缩机的工作,提高冷媒的温度,在通过换热装置使制冷剂从汽化状态转换为液化状态,转换过程中,释放出大量的热量,压塑机周而复始地做功所释放出大量的热量,通过循环泵、将水循环传递给水箱中的水,使水温快速升高,达到制热水的目的。其他型式的制冷压缩机思考题122. 简述离心式制冷压缩机的工作原理、特点及应用范围。答:压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室,并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮3(工作轮也称叶轮,它是离心式制冷压缩机的重要部件,因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。汽体在叶片作用下,一边跟着工作轮作高速旋转,一边由于受离心力的作用,在叶片槽道中作扩压流动,从 而使汽体的压力和速度都得到提高。由工作轮出来的汽体再进入截面积逐渐扩大的扩压器4(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速,扩压器便把动能部分地转化为压力能,从而提高汽体的压力)。汽体流过扩压器时速度减小,而压力则进一步提高。经扩压器后汽体汇集到蜗壳中,再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中离心式制冷压缩机的特点.离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机,具有以下优点:1.在相同冷量的情况下,特别在大容量时,与螺杆压缩机组相比,省去了庞大的油分装置,机组的重量及尺寸较小,占地面积小;2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低;3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,使得耗功较低;4.离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传热效果影响较小,机组具有较高的效率.具有以下缺点: 1.转子转速较高,为了保证叶轮一定的宽度,必须用于大中流量场合,不适合于小流量场合; 2.单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮;3.喘振是离心式压缩机固有的缺点,机组须添加防喘振系统;4.同一台机组工况不能有大的变动,适用的范围较窄.应用范围:随着能源的形式日趋紧张,节能降耗是产品发展的一大趋势.另外由于中国城镇化水平的不断提高,建筑能耗不断增加.具有最高性能系数的离心冷水机组无疑将成为市场的热点123. 离心式制冷压缩机是如何分类的?答:1.结构分类(1) 螺杆式制冷压缩机 (2) 活塞式制冷压缩机 (2)离心式制冷压缩机2. 式样分类:1)半封闭制冷压缩机 (2)蝶阀谷轮制冷压缩机(3)双级制冷压缩机127. 离心式制冷机组常用的能量调节方法有哪些?有三种:1.进/出口节流调节2.导流叶片调节3.变频调速调节 128. 什么是离心式制冷机组的喘振?答:慧聪暖通空调制冷网 制冷离心压缩机原理是将大分子量的制冷剂通过高速运动将其积压到小的空间进行压缩,然后通过降温进行冷凝。离心式冷水机组能量调节方式水浴振荡器是靠调节高速转动的导片角度来调节压缩比当供冷量下降的时候,导片做的功降低,压缩出去的气体压力和吸入压缩机的气体压力相近,导致气体回流产生机械的强迫震动。它有什么危害? 1)压缩机制出口压力量初先升高,继而急剧下降,并呈周期性大幅波动;2)压缩机的流量急剧下降,并大幅波动,严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道;3)拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定,大幅波动;4)如何防止喘振发生?1. 压力控制。它属于单参数控制。通常设有压力调节器,压缩机在设定压力下工作。高于设定压力时,防喘振阀打开,放掉部分压力,使排出压力保持在设定压力下。同时防喘振阀与电机连锁,电机跳闸停机时防喘振阀自动打开。2. 双参数控制。双参数是指压力和流量控制。从控制方式上看更为先进一些。由于有了智能手段,所以也比较可129. 简述滚动活塞式制冷压缩机的基本结构和工作过程:答:滚动活塞式制冷压缩机的工作过程:压缩过秤开始时转子和气缸壁之间的密封线刚移过吸气口,滑板左侧已充满进气的空间容积开始缩小,其右侧的容积则开始下一工作循环的吸气过程。压缩过程结束、排气过程开始时,沿板左侧空间容积的缩小已使制冷剂气体的压力升高到一定程度,从而顶开排气阀开始7dr气过程。同时,滑板朽侧的空间容积仍在不断增 大,处于吸气过程之中。排气过程结束时气缸和转于之间的密封线刚移过排气L1,滑板左侧的空间容积已缩小为—个很小的“此隙”(实际上“死隙”几乎充满了润滑洲),徘气过程结束c滑板右
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