论文部分内容阅读
摘 要：?分析是在热力学第二定律的基础上，从“量”与“质”的结合上规定了能量的“价值”。?分析作为一种新的热力学分析方法，揭示了能量转换的本质，改变了人们对能的性质、能的损失及能量转换效率的传统看法，为合理用能指明方向。?分析方法在热动力循环的研究中正广泛采用。
关键词：R134；分析；?分析
一、R134a
R134a（氟利昂）是一种新型制冷剂，属于氢氟烃类（简称HFC）。其沸点为-26.5℃。破坏臭氧层潜能值ODP为0，但温室效应潜能值WGP为1300（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。），现被用于冰箱、冰柜和汽车空调系统，是一种很环保的制冷剂，以代替氟利昂12。
在制冷和空调设备所采用的制冷循环中，蒸气压缩制冷循环占有相当大的比例，为了进一步提高这类循环的性能系数，有必要对蒸气压缩制冷循环进行热力学分析。本节将应用热力学第一定律首先分析一下带回热制冷循环系统的热力性能。一般，蒸气压缩回热制冷循环至少由五个部分组成：压缩机、冷凝器、回热器、膨胀节流件及蒸发器。
二、?分析计算
一个实际过程或循环，总是存在着各种不可逆过程，单级蒸汽压缩回热制冷循环也不例外。从分析循环损失着手，可以知道一个实际循环偏理想可逆循环的过度、循环各部分的损失大小，从而可以指明提高循环的经济性途径。热力学第二定律不仅可以判断过程的发展方向、能量的品质，而且还可以用来分析系统内部的各种损失。
本节将应用热力学第二定律，对带回热制冷循环系统进行?分析计算，得出有效能损失的分配情况，以找到合理的改进途径，做到有的放矢。下面将对压缩机、冷凝器等部件建立有效能平衡方程，计算各个部件的?损、水的?损及冷量?。
1.压缩机
压缩机是蒸气压缩制冷循环的“心脏”，通过耗费一定的功使制冷剂压力和焓值升高。下面将对压缩机进行?分析计算。
其有效能平衡方程为：
ex1+wc=ex2+I1
式中：ex1和ex2分别为压缩机入口和出口工质单位质量有效能，kJ/kg；
wc为压缩机工质单位质量输入功，kJ/kg。
I1为压缩机有效能损失，kJ/kg；
压缩机的输入功为：
wc=h2–h1
由压缩机的有效能平衡方程得：
I1=ex1+wc-ex2
=（h1–ha）-Ta（s1-sa）+wc-（h2–ha）+Ta（s2-sa）
=（h1–h2）+Ta（s2-s1）
=308.15×（1.952–1.905）
=14.48 kJ/kg
?损率ξ1为：
ξ1=I1/wc=14.48/71.52=20.25%
2.冷凝器
冷凝器的主要作用是把压缩机出口的高温气体近似等压地冷却成過冷液体。下面将对冷凝器进行?分析计算。
其有效能平衡方程为：
ex2+mexw1=ex3+mexw2+I2
式中：ex1和ex2分别为冷凝器入口和出口工质单位质量有效能，kJ/kg；
exw1和exw2分别为冷凝器的入口和出口冷却水工质单位质量有效能，kJ/kg；
I2为冷凝器有效能损失，kJ/kg；
1kg制冷剂工质所对应的冷凝器热负荷qk为：
qk=Qk/qm=210.24/0.85=247.34 kJ/kg
冷却水的单位时间的流量可由冷凝器的热负荷计算出：
Q=mCpΔt
由以上条件可知：Q=qk=247.34kJ/kg Cp=4.2kJ/kg Δt=36-32=4 ℃，
所以，冷却水的质量流量m为：
m=qk/（CpΔt）=247.34/（4.2Х4）=14.72 kg/s
由冷凝器的有效能平衡方程得：
I2=ex2+mexw1-ex3-mexw2
=（h2-ha）-Ta（s2-sa）+m[（hw1-ha）-Ta（sw1-sa）]-（h3-ha）+Ta（s3-sa）-m[（hw2-ha）-Ta（sw2-sa）]
=（h2-h3）+Ta（s3-s2）+m[（hw1–hw2）+Ta（sw2-sw1）]
=（504.05–256.15）+308.15×（1.190–1.952）+14.72[（134.22-150.94）+308.15×（0.5179-0.4636）]
=13.28 kJ/kg
?损率ξ2为：
ξ2=I2/wc=13.28/71.52=18.56%
参考文献：
[1]朱明善.能量系统的?分析.北京：清华大学出版社，1988.
[2]沈维道，蒋智敏，童钧耕.工程热力学（第三版）.北京：高等教育出版社，2001.
[3]郑贤德.制冷原理与装置（第二版）.北京：机械工业出版社，2008.
作者简介：
熊锋（1993—），男，汉族，湖南益阳人，邵阳学院本科在读，专业：能源与动力（热能工程方向）。
指导老师：
周峥艳（1986.10—），硕士研究生，任职于邵阳学院。
关键词：R134；分析；?分析
一、R134a
R134a（氟利昂）是一种新型制冷剂，属于氢氟烃类（简称HFC）。其沸点为-26.5℃。破坏臭氧层潜能值ODP为0，但温室效应潜能值WGP为1300（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。），现被用于冰箱、冰柜和汽车空调系统，是一种很环保的制冷剂，以代替氟利昂12。
在制冷和空调设备所采用的制冷循环中，蒸气压缩制冷循环占有相当大的比例，为了进一步提高这类循环的性能系数，有必要对蒸气压缩制冷循环进行热力学分析。本节将应用热力学第一定律首先分析一下带回热制冷循环系统的热力性能。一般，蒸气压缩回热制冷循环至少由五个部分组成：压缩机、冷凝器、回热器、膨胀节流件及蒸发器。
二、?分析计算
一个实际过程或循环，总是存在着各种不可逆过程，单级蒸汽压缩回热制冷循环也不例外。从分析循环损失着手，可以知道一个实际循环偏理想可逆循环的过度、循环各部分的损失大小，从而可以指明提高循环的经济性途径。热力学第二定律不仅可以判断过程的发展方向、能量的品质，而且还可以用来分析系统内部的各种损失。
本节将应用热力学第二定律，对带回热制冷循环系统进行?分析计算，得出有效能损失的分配情况，以找到合理的改进途径，做到有的放矢。下面将对压缩机、冷凝器等部件建立有效能平衡方程，计算各个部件的?损、水的?损及冷量?。
1.压缩机
压缩机是蒸气压缩制冷循环的“心脏”，通过耗费一定的功使制冷剂压力和焓值升高。下面将对压缩机进行?分析计算。
其有效能平衡方程为：
ex1+wc=ex2+I1
式中：ex1和ex2分别为压缩机入口和出口工质单位质量有效能，kJ/kg；
wc为压缩机工质单位质量输入功，kJ/kg。
I1为压缩机有效能损失，kJ/kg；
压缩机的输入功为：
wc=h2–h1
由压缩机的有效能平衡方程得：
I1=ex1+wc-ex2
=（h1–ha）-Ta（s1-sa）+wc-（h2–ha）+Ta（s2-sa）
=（h1–h2）+Ta（s2-s1）
=308.15×（1.952–1.905）
=14.48 kJ/kg
?损率ξ1为：
ξ1=I1/wc=14.48/71.52=20.25%
2.冷凝器
冷凝器的主要作用是把压缩机出口的高温气体近似等压地冷却成過冷液体。下面将对冷凝器进行?分析计算。
其有效能平衡方程为：
ex2+mexw1=ex3+mexw2+I2
式中：ex1和ex2分别为冷凝器入口和出口工质单位质量有效能，kJ/kg；
exw1和exw2分别为冷凝器的入口和出口冷却水工质单位质量有效能，kJ/kg；
I2为冷凝器有效能损失，kJ/kg；
1kg制冷剂工质所对应的冷凝器热负荷qk为：
qk=Qk/qm=210.24/0.85=247.34 kJ/kg
冷却水的单位时间的流量可由冷凝器的热负荷计算出：
Q=mCpΔt
由以上条件可知：Q=qk=247.34kJ/kg Cp=4.2kJ/kg Δt=36-32=4 ℃，
所以，冷却水的质量流量m为：
m=qk/（CpΔt）=247.34/（4.2Х4）=14.72 kg/s
由冷凝器的有效能平衡方程得：
I2=ex2+mexw1-ex3-mexw2
=（h2-ha）-Ta（s2-sa）+m[（hw1-ha）-Ta（sw1-sa）]-（h3-ha）+Ta（s3-sa）-m[（hw2-ha）-Ta（sw2-sa）]
=（h2-h3）+Ta（s3-s2）+m[（hw1–hw2）+Ta（sw2-sw1）]
=（504.05–256.15）+308.15×（1.190–1.952）+14.72[（134.22-150.94）+308.15×（0.5179-0.4636）]
=13.28 kJ/kg
?损率ξ2为：
ξ2=I2/wc=13.28/71.52=18.56%
参考文献：
[1]朱明善.能量系统的?分析.北京：清华大学出版社，1988.
[2]沈维道，蒋智敏，童钧耕.工程热力学（第三版）.北京：高等教育出版社，2001.
[3]郑贤德.制冷原理与装置（第二版）.北京：机械工业出版社，2008.
作者简介：
熊锋（1993—），男，汉族，湖南益阳人，邵阳学院本科在读，专业：能源与动力（热能工程方向）。
指导老师：
周峥艳（1986.10—），硕士研究生，任职于邵阳学院。