制冷压焓图(2),如何在压焓图上表达制冷过程,怎么理解

摘要:压焓图(pressure-enthalpy diagram)是压力与焓值的曲线图,常用于制冷系统的设计、分析和计算。

压焓图(pressure-enthalpy diagram)是压力与焓值的曲线图,常用于制冷系统的设计、分析和计算。

视频更直观>>>如何在压焓图上表达制冷过程

压焓图中包含了制冷剂的各种状态参数曲线,如等压线、等焓线、等温线、等熵线等。通过这些曲线,可以直观地了解制冷剂在不同状态下的参数变化。

一个完整的压缩式制冷循环,包含压缩、冷凝、节流、蒸发四个基本过程。制冷剂在循环中,经历了压缩升压、冷凝放热、节流降压、吸热蒸发等一系列过程的状态变化,将它们的状态绘制在压焓图上,可直观地表达制冷过程,并用于分析和计算。

一、制冷的压焓图过程

1、压缩过程

压缩机消耗电能做功,抽吸蒸发器内低温低压的制冷剂蒸汽,压缩为高温高压后送往冷凝器。

压焓图上,压缩过程在过热蒸汽区内,沿等熵线自下而上,压力和温度升高,焓值也相应增加。

起点为来自蒸发器的低温低压蒸汽,压力为蒸发压力(低压)。由于实际运行中需要保持一定的过热度,因此压缩机吸气为过热蒸汽。

终点为即将进入冷凝器的高温高压蒸汽,压力为冷凝压力(高压),压缩机排气为高温的过热蒸汽。

压缩机的吸气和排气都是过热蒸汽。其中,吸气温度与蒸发温度的差值称为吸气过热度,排气温度与冷凝温度的差值称为排气过热度。我们平时常说的过热度,指的是吸气过热度。

理想状况下,压缩功全部转换为制冷剂内能,压缩过程为等熵的绝热过程。实际运行中,由于摩擦热等不可逆损失的存在,压缩过程中的熵是增加的,是一个熵增过程。

2、冷凝过程

冷凝器内,高温高压的制冷剂蒸汽冷凝为中温高压液体,放出的冷凝热排放至外部冷却介质。

压焓图上,冷凝过程沿着等压线自右向左,压力为冷凝压力保持不变,焓值不断减小,说明过程中热量减少,冷凝热被排放到外界。

过程中制冷剂的状态变化,从压缩机排气的过热状态,向左降温至饱和蒸汽线,然后保持冷凝温度不变,冷凝至饱和液体线,继续过冷,最终为(中温)的过冷液体。

冷凝器末段的过冷,保证制冷剂不会在节流阀降压时“闪发”,全部以液态进入蒸发器而用于制冷,同时也加大蒸发器内的蒸发焓差,从而提高制冷量。

3、节流过程

节流阀将来自冷凝器的中温高压液体,节流降压至低温低压液体,再送往蒸发器。

压焓图上,节流过程沿等焓线自上向下,压力和温度急剧下降。起点为冷凝压力(高压)下的过冷液体(中温),终点为蒸发压力(低压)下的湿蒸汽,与之对应的是蒸发温度(低温)。

节流过程的焓值不变,说明节流膨胀与外部没有热量交换,是相对于外部的绝热过程。

4、蒸发过程

蒸发器内,低温低压的制冷剂液体吸热蒸发为蒸汽,吸收的蒸发热取自外部被冷却介质,从而对外界制冷。

压焓图上,蒸发过程沿着等压线自左向右,压力为蒸发压力保持不变,焓值不断增加,说明从外部吸取了热量。

过程中制冷剂的状态变化,从蒸发器进口的湿蒸汽,保持蒸发温度和压力不变,向右蒸发到饱和蒸汽线,继续过热,最终为过热蒸汽,用于压缩机的吸气。

过热是为了避免节流阀降压时的“闪发”现象,保证进入压缩机的制冷剂都是气态,避免回气带液导致压缩机的湿冲程液击。

蒸发器从外界吸收的蒸发热就是制冷量,其大小为蒸发器内的制冷剂流量与焓差的乘积。

来源:用心教育

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