2025年大学大二（能源与动力工程）制冷原理与设备综合测试试题及答案.doc

2025年大学大二（能源与动力工程）制冷原理与设备综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）

答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 以下哪种制冷循环是目前应用最广泛的？（ ）
A. 压缩式制冷循环
B. 吸收式制冷循环
C. 蒸汽喷射式制冷循环
D. 吸附式制冷循环

2. 制冷压缩机的理论输气量与以下哪个因素无关？（ ）
A. 压缩机的结构形式
B. 制冷剂的种类
C. 压缩机的转速
D. 吸气状态

3. 在制冷系统中，冷凝器的作用是（ ）
A. 将制冷剂气体冷凝成液体
B. 将制冷剂液体蒸发成气体
C. 提高制冷剂的压力
D. 降低制冷剂的温度

4. 蒸发器的传热系数与以下哪些因素有关？（多选）（ ）
A. 蒸发器的结构形式
B. 制冷剂的种类
C. 传热温差
D. 蒸发器的材质

5. 以下哪种制冷剂属于卤代烃类？（ ）
A. R22
B. R717
C. R134a
D. R407C

6. 制冷系统中的节流机构的作用是（ ）
A. 降低制冷剂的压力
B. 调节制冷剂的流量
C. 使制冷剂产生闪发气体
D. 以上都是

7. 离心式制冷压缩机的工作原理是基于（ ）
A. 离心力
B. 向心力
C. 惯性力
D. 摩擦力

8. 溴化锂吸收式制冷机中，吸收剂是（ ）
A. 溴化锂
B. 水
C. 制冷剂
D. 溶液

9. 风冷式冷凝器的散热方式主要是（ ）
A. 辐射散热
B. 对流散热
C. 传导散热
D. 蒸发散热

10. 制冷系统的COP值是指（ ）
A. 制冷系数
B. 能效比
C. 性能系数
D. 以上都对

第II卷（非选择题，共70分）

二、填空题（每空2分，共20分）

1. 制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和______组成。
2. 制冷剂在蒸发器中进行______过程。
3. 压缩比是指压缩机______与吸气压力之比。
4. 水冷式冷凝器的冷却水通常采用______流动方式。
5. 吸收式制冷机中，发生器的作用是使______溶液产生制冷剂蒸汽。
6. 螺杆式制冷压缩机的工作过程包括吸气、压缩和______。
7. 制冷剂的蒸发温度越低，其制冷能力越______。
8. 制冷系统的保冷材料应具有良好的______性能。
9. 蒸汽压缩式制冷循环的理论循环包括等熵压缩、等压冷凝、______和等压蒸发四个过程。
10. 风冷式冷凝器的风机通常采用______风机。

三、简答题（每题10分，共30分）

1. 简述压缩式制冷循环的工作原理。
2. 蒸发器的传热方式有哪些？
3. 溴化锂吸收式制冷机的优缺点分别是什么？

四、分析题（20分）

材料：某制冷系统采用R22制冷剂，压缩机的吸气压力为0.4MPa，排气压力为1.6MPa，冷凝温度为40℃，蒸发温度为-10℃。已知该压缩机的理论输气量为10m³/h，制冷系数为4.5。

问题：
1. 计算该制冷系统的实际制冷量。（10分）
2. 分析该制冷系统可能存在的问题及解决措施。（10分）

五、设计题（20分）

材料：某小型冷库，库温要求为-18℃，冷藏间容积为100m³，货物的比热为2kJ/(kg·℃)，货物入库温度为25℃，每天进货量为10t，冷间的围护结构传热系数为0.4W/(m²·℃)，开门换气热量为1000kJ/h。

问题：
1. 计算该冷库所需的制冷量。（10分）
2. 设计一个适合该冷库的制冷系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器等设备的选型，并说明理由。（10分）

答案：
1. A
2. B
3. A
4. ABCD
5. ACD
6. D
7. A
8. A
9. B
10. D

二、
1. 节流机构
2.节流机构
2. 汽化
3. 排气压力
4. 逆流
5. 溴化锂
6. 排气
7. 低
8. 绝热
9. 节流膨胀
10. 轴流

三、
1. 压缩式制冷循环的工作原理是：压缩机将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，然后排入冷凝器中，在冷凝器中制冷剂气体被冷却冷凝成液体，放出热量。接着通过节流机构使制冷剂液体降压降温，进入蒸发器中，在蒸发器中制冷剂液体吸收被冷却物体的热量而汽化，从而达到制冷的目的。汽化后的制冷剂气体又被压缩机吸入，完成一个循环。
2. 蒸发器的传热方式主要有：导热、对流换热和辐射换热。制冷剂在蒸发器内汽化时，通过导热将热量传递给蒸发器的管壁，然后通过对流换热将热量传递给管外的载冷剂或空气，同时蒸发器表面与周围环境之间也存在辐射换热。
3. 优点：以热能为动力，运转平稳，噪声低；对大气臭氧层无破坏作用；可利用低位热能。缺点：制冷系数较低；装置较庞大，金属消耗量大；设备密封性要求高。

四、
1. 首先根据制冷系数公式COP = Q0 / W，已知COP = 4.5，压缩机理论输气量Vh = 10m³/h，可计算出理论功率W = Vh (p2 - p1) / (COP 3600) = 10 (1.6 - 0.4) / (4.5 3600) = 0.0074kW。实际制冷量Q0 = COP W 3600 = 4.5 0.0074 3600 = 119.16kW。
2. 可能存在的问题：制冷系数低于理论值，可能是压缩机效率降低、系统存在泄漏等原因。解决措施：检查压缩机，进行维护或更换；检查系统密封性，修复泄漏点。蒸发温度可能偏离设计值，影响制冷效果，可检查蒸发器的换热情况，清理污垢等。

五、
1. 货物降温所需冷量Q1 = mcΔt = 10000 2 (25 - (-18)) = 860000kJ。围护结构传热冷量Q2 = KFΔt，假设冷库面积为50m²，则Q2 = 0.4 50 (25 - (-18)) 24 = 49920kJ。开门换气热量Q3 = 1000kJ/h 24 = 24000kJ。总制冷量Q = Q1 + Q2 + Q3 = 860000 + 49920 + 24000 = 933920kJ = 260.42kW。
2. 压缩机选型：根据制冷量选择一台制冷量略大于260.42kW的压缩机，如某型号螺杆压缩机，其制冷量为280kW，能满足冷库制冷需求且留有一定余量。冷凝器选型：选择水冷式冷凝器，如壳管式冷凝器，其传热效率高，能有效冷凝制冷剂。蒸发器选型：采用排管式蒸发器，可增大换热面积，提高制冷效果，适应冷库的空间布局。