多級制冷循環(huán)能量的分析

1、化工熱力學過程論文題 目：多級制冷循環(huán)能量分析系 別：化學材料與工程系班 級：13級化工卓越班姓 名：學 號：1303022014教 師：日 期：2016-1-12多級制冷循環(huán)能量分析多級制冷循環(huán)能量分析摘要 本文綜合分析了多級蒸汽壓縮制冷循環(huán)的特點，主要介紹了兩級蒸汽壓縮制冷的系統(tǒng)流程及能量分析。關(guān)鍵詞 多級蒸汽壓縮制冷；循環(huán)；能量分析目錄1 引言- 3 -2 兩級壓縮制冷的循環(huán)形式- 4 -2.1 兩級壓縮制冷的工作原理- 4 -2.2 兩級蒸氣壓縮類型- 5 -3 兩級壓縮制冷的系統(tǒng)流程與循環(huán)分析- 7 -3.1 一次節(jié)流中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)- 7 -3.2 熱力計算- 8 -

2、4 多級離心壓縮制冷循環(huán)- 9 -5 結(jié)論- 9 -6 參考文獻- 9 -1 引言 單級壓縮在常溫冷卻條件下，能獲得的低溫程度有限。在此條件下，獲得低溫的制約因素是壓縮比和排氣溫度。壓縮比和排氣溫度升高后的危害：壓縮比增大時壓縮機的余隙系數(shù)v大為降低，壓縮機的輸氣量及效率顯著下降。當壓縮比提高到一定數(shù)值后，壓縮機的余隙系數(shù)變?yōu)榱?，壓縮機不再吸氣，制冷機雖然在不斷運行，制冷量卻變?yōu)榱?；壓縮機排氣溫度過高，使?jié)櫥偷恼扯燃眲∠陆?，影響壓縮機的潤滑。當排氣溫度與潤滑油的閃點接近時，會使?jié)櫥吞蓟统霈F(xiàn)拉缸等現(xiàn)象；制冷劑過熱損失增加，單位容積制冷量下降過大，經(jīng)濟性顯著下降。2 兩級壓縮制冷的循環(huán)形式2

3、.1 兩級壓縮制冷的工作原理壓縮過程分兩階段進行：低壓級壓縮 高壓級壓縮.來自蒸發(fā)器的低溫制冷劑蒸氣（壓力為P0）先進入低壓級壓縮機，在其中壓縮到中間壓力Pm；.經(jīng)過中間冷卻器冷卻（分為兩種情況：中間完全冷卻為飽和蒸氣和中間不完全冷卻為過熱蒸氣）；再進入高壓級壓縮機，將其壓縮為冷凝壓力Pk，排入冷凝器中。2.2 兩級蒸氣壓縮類型1）按壓縮機臺數(shù)分單機雙級：一臺壓縮機，氣缸一部分為高壓級，另一部分為低壓級。雙機雙級：兩臺壓縮機，分別作為高壓級和低壓級。2）按中間冷卻方式分中間完全冷卻：將低壓級的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。3）中間不完全冷卻：低壓級排氣雖經(jīng)冷卻，但并未冷卻到飽和蒸氣狀態(tài)，仍然

4、是過熱蒸汽。4）按節(jié)流方式分兩次節(jié)流循環(huán)：將高壓液體先從冷凝壓力Pk 節(jié)流到中間壓力 Pm ，然后再由Pm節(jié)流降壓至蒸發(fā)壓力P0 。一次節(jié)流循環(huán)：制冷劑液體由冷凝壓力Pk直接節(jié)流至蒸發(fā)壓力 P0常用的組成型式：一次節(jié)流、中間完全冷卻一次節(jié)流、中間不完全冷卻兩次節(jié)流、中間完全冷卻兩次節(jié)流、中間不完全冷卻3 兩級壓縮制冷的系統(tǒng)流程與循環(huán)分析3.1 一次節(jié)流中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán) 3.2 熱力計算一次節(jié)流中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)假定已知制冷量Q0 單位質(zhì)量制冷量： q0h1h8 kJ/kg低壓級比功： wDh2h1 kJ/kg低壓級制冷劑質(zhì)量流量：qm,D=0/q0 kg/s低壓級壓縮

5、機軸功率：Pk,D=qm,DwD/K,D kw低壓級輸氣量：實際：qvs,D=qm,Dv1 m3/s；理論：qvh,D=qvs,D /D m3/s(低壓級壓縮機的容積效率D等于相同壓力下單級壓縮的90%)高壓級比功：wG=h4h3 kJ/kg高壓級制冷劑質(zhì)量流量（由中間冷卻器熱平衡確定）質(zhì)量平衡：qm,G=qm,D+qm6=qm6+qm7 qm7=qm,D能量平衡：qm,Dh2+ qm,Dh5+(qmG-m,D)h6=qm,Gh3+qm,Dh7 ； qm,G=qm,D (h2h7) /(h3h6) kg/s高壓級壓縮機軸功率：Pk，G=qm,GWG/k,G kw高壓級輸氣量：實際: qvs,G=qm,Gv3 m3/s；理論: qvh,G=qvs,G/G m3/s(G等于相同壓力下單級壓縮的容積效率)性能系數(shù)：理論循環(huán)：COP=0/（qm,GWG+ qm,DWD ）；實際循環(huán)： COPs=0/（qm,GWG /k,G + qm,DWD /k,D ）4 多級離心壓縮制冷循環(huán)5 結(jié)論通過本文的介紹可知，多級蒸汽壓縮制冷循環(huán)較之前所學的單級蒸汽壓縮制冷要復雜些，但多級壓縮制冷可以提供多種不同溫度下的制冷量，更適合化工生產(chǎn)中需要各種溫度下的冷量3。6 參考文獻 1施云海等.化工熱力學.上海：華東理工大學出