吸收式制冷原理(3).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.3 二元溶液焓-浓度（,h-,）图,吸收式制冷循环与蒸气压缩式制冷循环一样，常通过焓差来进行热力计算，故吸收式制冷循环常常计算二元溶液的焓差。如以溴化锂水作工质对的吸收式制冷机，在产生水蒸汽过程中，需加入热量；在吸收蒸气过程中，需放出热量。由于这些过程都是在等压下进行，故加入或放出的热量可用焓差来计算求得，因此绘制二元溶液的,h-,图非常重要。,第27讲 吸收式制冷原理（3）,吸收式制冷机中，常计算溶液的焓差，例如：以溴化锂一水作工质的吸收式制冷机，在蒸气产生过程中，需加入热量，在吸收过程中，要放出热量，由于这些过程在等压下进行，加入或放出的热量可用焓差求得，因此建立起两组分体系的,h-,图，是十分有用的。,当物质等温混合会产生热效应。混合后物质的焓值等于混合前各纯组分的焓与混合时产生的热效应的和。对于用两组成分等温混合后的理想溶液，混合时的热效应为零，故,理想溶液在,h-,图上的等温线为直线，对于实际溶液，混合过程往往为放热过程，混合热为负的值，故等温线是一条下凹的曲线。,改变温度，和 混合热将同时改变，等温线的位置也相应的改变，从而形成一组不同温度下的曲线。,4.3.1 二元溶液的,h-,图,4.3.1,h-,图上的等温线,下图是压力不变、温度发生变化时，在图上画出的一组等温线。因为气体混合时，混合热近似为零，故图上的等温线近似于直线。对于液态溶液，混合热不等于零，故等温线为一组曲线。,改变压力时，因气体组分的焓值随着压力的变化而发生变化，混合气体的等温线将相应地发生变化，形成一组新的等温线；液体组分的焓值也随压力变化，但变化很小，因此压力改变时，液体的等温线几乎不变，可用一组等温饱和线表示。,改变温度，可在,t-,图上的得到另外两个点，同时在,h-,图上得到相应的两个点。将,h-,图上许多等压饱和液态点相连，就可得到,h-,图上的等压饱和液线。同理，可画出等压饱和气线。,从b点出发的垂线与,h-,图上的气态等温线交于d点，d点是,h-,图上等压饱和气线上的一个点，它与 图上的b点相对应。,图上，也可以从 图上的等压线和 图上的等温线联合求得。,等压饱和线包括等压饱和液线和等压饱和气线。可以根据实验数据画在,在图上作温度线，与等压饱和液线交于a点，与等压饱和气线交于b点。从a，b两点向下作垂线，由a点出发的垂线与,h-,图上的液线等温线T,1,交于c点，因为c点的温度、压力和浓度与a点相同，故c点是,h-,图上等压饱和液线上的一个点，它与,图上的a点相对应。,4.3.1.2 图上的等压饱和线,改变压力，将改变,t-,图上的等压饱和液线和等压饱和气线的位置，从而改变,h-,图上等压饱和液线和等压饱和气线的位置。,在,h-,图上有以下等参数曲线：,1）一组液体等温线,2）若干组气体等温线,3）一组等压饱和气线,4）一组等压饱和液线,4.3.2 NH,3,H,2,O溶液的,图,氨水吸收式制冷循环以氨为制冷剂，氨水溶液为吸收剂。由于氨与水在相同压力下汽化温度比较接近（例如在一个标准大气压下，两者的沸点仅差133.4）因而对氨水溶液加热时，所产生的蒸气中含有较多的水分，影响到整个装置的经济性。为此，系统需采用精馏的方法，在精馏塔内提高氨蒸气的浓度。,氨水吸收式制冷循环采用蒸气或热水作为热源，有利于废热的综合利用，特别适合于化工、冶金和轻工业中的制冷设备。,右图是氨-水溶液的示意图。图的下半部分为液态区，给出了不同压力下的等压饱和液线和不同温度下的液体等温线。图上的每个点代表着一个状态点。如图上A点表示温度为 、压力为 的饱和液态点，它对应的焓值和浓度可以在纵坐标和横坐标上读取。,饱和气线与饱和液线之间的区域是湿蒸气区，该趋于内各个点的浓度及焓都可以直接从,h,纵坐标和 横坐标上查的，该区域内各个点的温度由饱和气线和饱和液线所决定。,图上半部分为气态区，图上只画出了等压饱和气线，没有画出等温线。为求温度，在图上给出了的一组平衡辅助线，利用辅助线求出等压饱和气线上各点的温度。以上图上的A点为例，在A点向上作垂线，与相应的 压力辅助线交于B点，B点就是与A点相对应的饱和蒸气点，它们的压力、温度相同，即A点和C点的压力均为 ，温度均为 。,若根据 数值，在氨的饱和蒸气性质表上查到它的饱和蒸气的焓值，再在 图上的,1纵坐标上找到该焓值的状态点（注意比焓的基准是否一致），该点与C点相连，则连线即为气相区中压力为 、温度为 的等温线。,因为气相区只有水蒸汽，水蒸汽的状态点都处于 的纵坐标上，为了找到于溶液相对应的水蒸汽状态，在,图的气相区画出一组辅助等压线。如想找到与A点相平衡的水蒸汽状态，可从A点向上作垂直线，与相应的压力线,相交于B点，从B点作水平线，与,的纵坐标交于C点，C点即为所求的A点相平衡的水蒸汽的点。,溴化锂溶液的,图是进行溴化锂吸收式制冷循环进行的理论分析、热力计算以及进行运行工况分析的主要线图。,溴化锂水溶液的图分为两部分：下半部分为饱和溶液的曲线，由等温线簇和等压线簇组成网络线；图的上半部分为与溶液相平衡的等压水蒸汽辅助曲线，只有等压线簇。,例 已知饱和溴化锂水溶液A点的压力为0.77kPa，温度为42。求：,（1）A点的浓度,和比焓值,（2）将状态点A的溴化锂溶液在等浓度下加热，求出压力为9.59kPa时饱和溶液B状态点的温度和比焓值及所吸收的热量；,（3）将状态点B的溶液，在压力为9.59kPa的等压条件下加热，过程终止时质量分数为64，求此时溶液的温度、比焓值和与过程终止时相对应的水蒸汽比焓值；,（4）状态点B的溶液在压力为9.59kPa的等压下加热产生水蒸汽所需要的热量。,解：（1）如图中虚线所示。先在,图的液态部分找到5.8mmHg（0.77kPa）的等压线，与42等温线的交点A，由A点的横坐标查得溴化锂溶液的质量分数,60，比焓值为 66.8kcal/kg。,若外界向状态点A的饱和溶液加入热量，则溶液温度升高，开始产生水蒸汽，压力也增大。当蒸汽压力增大至9.59kPa，体系处于新的状态平衡，溶液又达到饱和状态。在,图中，由 60的等浓度线与压力为9.59kPa的等压线相交于点B，则可查得 91.8，89.28kcal/kg。,溴化锂溶液的,图的示意图,压力 -温度,（3）状态点B的饱和溶液，在等压下加热，溶液中的水分被蒸发出来，温度和质量分数都相应增大。在,图中，由等压线9.59kPa与64的浓度线相交于点C，即过程终止时溶液的状态为点C。查得 100.8，93.5kcal/kg。由浓度为64与压力为9.59kP,a的气相等压线相交于点C，可查得与过程终止时相对应的蒸汽比焓值 742.4kcal/kg,对于1kg的溶液，加热的热量为,89.2866.822.48（kcal/kg）,。,（4）假定产生1kg水蒸汽需,a,kg溴化锂溶液。由于蒸发过程中，溴化锂的量不变，故下式成立：,所需的热量为：,=（93.5-89.28）16+742.4-93.5,=716.62（kcal）,二元溶液的,图的应用有以下几个方面,（1）确定参数,（2）确定加热或冷却过程的换热量,（3）确定两种溶液混合后的状态,本 讲 小 结,1.,二元溶液焓浓度图,2.,NH3H2O溶液的,焓浓度图,3.溴化锂溶液的焓浓度图,4.二元溶液的,焓浓,图的应用,