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應用最多的制冷方法——液體氣化制冷

   2020-09-11 和平4590
核心提示:在制冷方法中,應用最多的一類是液體氣化制冷。液體氣化制冷循環應由液體氣化、蒸汽升壓、蒸汽液化和液體降壓四個過程組成,蒸汽壓縮制冷、吸收制冷、吸附制冷等制冷方法的循環都具備這四個過程。

制冷方法中,應用最多的一類是液體氣化制冷。

從熱力學我們知道,在一個密閉的容器中,如存在且僅有某一物質的液體和氣體(即某一物質的液體處于密閉容器中,且容器中除了此種液體和它自身蒸發產生的蒸汽以外,無任何其他液體或氣體),那么,在一定的溫度和壓力條件下,氣液兩相將達到平衡。此時的液體稱為飽和液體,氣體稱為飽和蒸汽,在飽和狀態時,介質所具有的壓力為飽和壓力,溫度為飽和溫度。飽和壓力與飽和溫度的關系是一一對應,完全相關的,任意一個飽和溫度都有一個且僅有一個與之對應的飽和壓力,如飽和溫度升高,飽和壓力隨之升高;如飽和溫度降低,飽和壓力也隨之降低。即其中一個參數變化,另一個也相應改變。這種關系稱為飽和溫度與飽和壓力的關系簡稱p-T關系。

如果此容器是絕熱的,當從此容器抽走一部分飽和蒸汽,壓力就會下降,同時溫度也下降,相反,如向容器中再壓入一些飽和蒸汽,壓力將上升,溫度隨之提高。

如果我們維持容器及其中的介質溫度不變,當從容器中抽走一部分飽和蒸汽,液體就必然要再氣化一部分,以產生飽和蒸汽來維持平衡,液體氣化時需吸收氣化潛熱,而這一熱量來自系統外部。在液體氣化制冷中,正是利用氣化時吸收潛熱這一特性,使被冷卻物體降溫,或是維持在低于環境溫度的某一低溫。例如在電冰箱中,制冷劑在蒸發器中氣化,吸收食品的熱量,使食品的溫度降低;空調器也是利用制冷劑在蒸發器中氣化,吸收室內空氣的熱量,使室內空氣維持在環境溫度以下。

為了使上述過程能夠連續進行下去,必須不斷地從容器中抽走蒸汽,再不斷地將液體補充到容器中去。如把抽走的蒸汽凝結下來,成為液體后再送入容器中去,就能滿足過程連續這一要求。從容器中抽走的蒸汽,如想直接凝結成液體,所需冷卻介質的溫度將比液體的蒸發溫度還要低,我們利用飽和溫度隨飽和壓力升高而升高這一原理,將蒸汽的壓力提高,使蒸汽壓力高于常溫下的飽和壓力,就能實現常溫下凝結。這樣,制冷劑在低溫低壓下蒸發,產生制冷效應,而在常溫高壓條件下凝結向環境或冷卻介質放出熱量。

由此可知,液體氣化制冷循環應由液體氣化、蒸汽升壓、蒸汽液化和液體降壓四個過程組成,蒸汽壓縮制冷、吸收制冷、吸附制冷等制冷方法的循環都具備這四個過程。

 
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