第1个回答 2013-10-23
人工制冷的基本方法 人们通常可以通过两种途径来获得低温，一种是利用自然界的天然冷源；另一种是利用人工制冷的方法。 人工制冷的方法种类很多，目前在普冷温度范围内主要利用以下几种方法获得低温： 1、利用有吸热效应的物质在相变过程中获得低温； 2、利用气体的节流效应和等熵膨胀获得低温； 3、涡流冷却效应； 4、半导体的温差制冷。 下面分别介绍这几种制冷方法。 一 相变制冷 物质在相变过程中，必然伴随着一定数量的能量交换。液体的汽化、固体的融化和升华都是吸热的相变过程。相变制冷就是利用某些物质相变时的吸热效应。 固体物质在一定的温度下转变成液体称为融化，一千克这种物质在定温下融化所吸收的热量称为融化潜热。例如，融化时每千克冰可以吸收334.9KJ的热量。 地压力低于三相点压力时，物质被加热可直接由固态转变成气态，这种现象称之为升华。干冰制冷就是这种现象的利用。干冰在大气压下的升华温度为-78.5℃，升华潜热为573.6KJ/KG。如果将气体二氧化碳从升华温度加热到0℃的吸热效应考虑在内，则总吸热量为646.4KJ/KG。 现代制冷技术中主要是利用制冷工质液体在低压下的汽化过程来制取冷量。例如，在大气压下，1KG液氨汽化时要吸收1370KJ的热量，1KGR12汽化时要吸收167.5KJ的热量。液体的沸点及汽化潜热和压力有关。当压力提高时，液体的沸点升高，而汽化潜热减小；当达到临界状态时，汽相和液相界限消失，汽化潜热等于零。 每千克液体汽化时的吸热量，即单位制冷量q0，不仅与液体的汽化潜热r有关，还与汽化前的含汽量x有关。压力较高的饱和液体经过节流减压后进入两相区，并含有一定的蒸汽量。若用x表示开始汽化时的干度，则单位制冷量可以表示为 q0=r（1-x） KJ/Kg 从分析上式可知，制冷剂的汽化潜热越大或节流后产生的蒸汽越少，则单位制冷量越大。制冷剂的汽化潜热不仅与制冷剂的种类有关，而且与节流后前后的压力范围有关，压力范围越大，则节流后产生的蒸汽量越多，也就是x的数值越大。这些内在的规律是我们选择制冷剂和制冷循环时所必须注意的问题。 利用液体汽化时吸收热量而实现制冷的，称为蒸汽制冷，它可分为蒸汽压缩式、蒸汽吸收式和蒸汽喷射式三类。 二 利用气体的节流效应和等熵膨胀获得低温 气体制冷机是利用高压气体的绝热节流和等熵膨胀获得低温，并利用膨胀后的气体在低压下的复热过程来制冷。绝热节流过程是在节流阀（或称为膨胀阀）中实现的，节流好气体的焓值不变，没有外功输出。等熵膨胀要在膨胀机（活塞式或透平式）内实现，并有外功输出，一般的气体制冷机均采用这种膨胀方式。