制冷原理与设备学时安排第一章绪论3.制冷的分类4.制冷技术的研究内容及理论基础5.制冷技术的发展历史6.制冷技术的产生背景及应用(1)商业及人民生活比如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、冷藏运输等。(2)工业生产及农牧业比如制药、啤酒、精密仪器车间等；农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保鲜等。(3)建筑工程比如挖掘隧道、建筑河堤时采用的“冻土法”。(4)科学实验研究如各种环境模拟装置中创造的人工环境。(5)医疗卫生如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。(6)尖端科学领域等如微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。制冷与低温技术的应用领域举例采用红外光学镜头可以拍摄热源外形，并可以对热源进行跟踪。一些红外材料往往工作在120K以下的低温下，使得热源遥感信号更为清晰，为了拍摄高灵敏度的信号往往需要更低的温度。炼钢时氧起到某些重要的作用。制取氨时也用到低温系统。压力容器加工时,将预成形的圆柱体放在冷却到液氮温度的模具中,在容器中充入高压氮气,让其扩胀15%,然后容器被从模具中移开并恢复到室温。使用这个方法,材料的屈服强度能增加4至5倍。目前低温技术是回收钢结构轮胎中橡胶的唯一有效的方法，这种方法采用了低温粉碎技术。所有大型的发射的飞行器均使用液氧作氧化剂。宇宙飞船的推进也使用液氧和液氢。观察研究大型粒子加速器产生的粒子的氢泡室要用到液氢。第二章制冷方法液体气化制冷原理§1.1蒸汽喷射式制冷工作过程：用锅炉产生高温高压的工作蒸汽，将其送入喷嘴，膨胀并以高速流动（流速可达1000m/s以上），于是在喷嘴出口处，造成很低的压力，由于吸入室和蒸发器相连，所以蒸发器中的压力也会很低，低温低压的部分水吸热而汽化，将未汽化的水的温度降低。这部分低温水就可用于制冷。蒸发器中产生的冷剂水蒸气和工作蒸汽在喷嘴出口处混合，一起进入冷凝器，被外部的冷却水冷却而变成液态水，这些冷凝水再由冷凝器引出，分两路，一路经过节流降压后送往蒸发器，继续蒸发制冷，另一部分用泵提高压力送往锅炉，重新加热产生工作蒸汽。蒸气喷射器的原理图特点：(1)以热能为能量的补偿形式；(2)结构简单，加工方便，无运动部件，使用寿】命长；(3)效率低。(工作蒸汽的压力高，喷射器的流动损失大。)如果要获得更低的温度，工作介质可以采用低沸点的工质，如氟利昂。§1.2吸附式制冷以沸石——水工质对为例说明其工作过程：白天，吸附床受日光照射温度升高产生解析作用，从沸石中脱附出水蒸汽，系统内的水蒸气压力升高，当达到与环境温度对应的饱和压力时，水蒸汽在冷凝器中凝结，同时放出潜热，凝水储存在蒸发器中，夜间，吸附床冷下来，沸石温度逐渐降低，它吸附水蒸汽的能力逐渐提高，造成系统内压力降低，同时，蒸发器中的水不断蒸发出来，用以补充沸石对水蒸汽的吸附，谁蒸发的过程吸热，达到制冷的目的。说明：吸附床的作用相当于压缩机所起的作用，单个吸附床可实现间歇制冷，如想实现连续制冷，可采用两个或多个吸附器。§1.3热电制冷因为帕尔帖效应和西伯克效应产生的强烈程度取决于这两种材料的导热性和导电性，纯金属材料的导热性和导电性都好，所以其帕尔帖效应和西伯克效应都很弱，而半导体材料可以产生强烈的帕尔帖效应和西伯克效应。热电制冷的原理：原理：是使压缩气体产生涡流运动并分离成冷、热两部分，其中冷气体用来制冷。组成：喷嘴、涡流室、孔板、管子和控制阀。原理图：工作过程：经过压缩并冷却到常温的气体（空气、CO2、N2等）进入喷嘴，在喷嘴中膨胀并加速到音速，从切线方向射向涡流室，形成自由涡流，自由涡轮的旋转角速度离中心越近则越大，由于角速度不同，环形气流的层与层之间产生摩擦，外层气流的角速度逐渐升高，动能增加，又由于与管壁之间的摩擦，将部分动能变成了热能，故从控制阀流出的气体具有较高的温度；而中心层部分的角速度逐渐降低，失去能量，从孔板流出时温度较低，用于制冷。控制阀的作用：控制热端管子中气体的压力，从而控制冷、热两股气流的流量和温度。控制阀全关：过程为不可逆节流过程；不存在冷热分流现象。讨论控制阀全开：涡流管相当于气体喷射器；控制阀部分开启：出现冷热分流现象。特点：(1)由于管内气流之间的传导和对流情况复杂，故对冷、热端温度值得定量地理论计算困难；(2)效率太低，气流噪声大；(3)结构简单、维护方便、启动快、使用灵活；适用于有高压气源或可以廉价获得高压气体的场合。§1.5气体膨胀制冷飞机用空气制冷装置原理图气体节流制冷原理图2.1单级蒸气压缩制冷的理论循环1.理论循环定义：在没有任何实际损失下的制冷循环。2.条件：①无温差传热；②压缩过程是可逆绝热压缩