2025年大学能源与动力工程（制冷工程理论）试题及答案.doc

2025年大学能源与动力工程（制冷工程理论）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）
每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)
1. 制冷系统中，节流机构的作用是（ ）
A. 控制制冷剂流量 B. 提高制冷剂压力 C. 降低制冷剂温度 D. 增加制冷剂过冷度
2. 下列哪种制冷剂属于高温制冷剂（ ）
A. R134a B. R22 C. R12 D. R717
3. 蒸汽压缩式制冷循环中，制冷剂在蒸发器内的状态变化是（ ）
A. 等温升压 B. 等温降压 C. 等压升温 D. 等压降温
4. 制冷系统中，冷凝器的作用是（ ）
A. 将气态制冷剂冷凝成液态 B. 将液态制冷剂汽化成气态
C. 提高制冷剂温度 D. 降低制冷剂压力
5. 下列关于压缩机的说法，错误的是（ ）
A. 是制冷系统的心脏 B..将制冷剂蒸汽压缩成高温高压蒸汽
C. 消耗电能 D. 降低制冷剂压力
6. 制冷系统中，蒸发器的传热方式主要是（ ）
A. 导热 B. 对流 C. 辐射 D. 沸腾传热
7. 下列哪种制冷循环属于逆卡诺循环（ ）
A. 蒸汽压缩式制冷循环 B. 吸收式制冷循环
C. 蒸汽喷射式制冷循环 D. 空气压缩式制冷循环
8. 制冷系统中，膨胀阀的感温包应安装在（ ）
A. 蒸发器出口 B. 蒸发器入口 C. 冷凝器出口 D. 冷凝器入口
9. 下列关于制冷剂的说法，正确的是（ ）
A. 对环境无污染 B. 化学性质稳定
C. 与润滑油互溶 D. 沸点越低越好
10. 制冷系统中，干燥过滤器的作用是（ ）
A. 过滤制冷剂中的杂质 B. 干燥制冷剂
C. 防止冰堵 D. 以上都是

第II卷（非选择题 共70分）
11. 填空题：（总共5题，每题4分，将答案填在题中横线上）
（1）制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流机构、______组成。
（2）制冷剂的蒸发温度越低，其制冷系数越______。
（3）蒸汽压缩式制冷循环的理论循环是由等熵压缩、______、等压节流和等温吸热四个过程组成。
（4）制冷系统中，制冷剂的充注量应根据______来确定。
（5）吸收式制冷循环主要由发生器、吸收器、______、蒸发器和节流阀组成。
12. 简答题：（总共3题，每题10分，简要回答下列问题）
（1）简述蒸汽压缩式制冷循环的工作原理。
（2）说明冷凝器的分类及各自特点。
（3）分析节流机构的选型要点。
13. 计算题：（总共1题，20分，计算过程和结果都要写清楚）
已知某蒸汽压缩式制冷循环，制冷剂为R22，冷凝温度为40℃，蒸发温度为-20℃，压缩机的吸气比容为0.15m³/kg，制冷量为50kW。求：（1）制冷剂的质量流量；（2）压缩机的理论功率。（已知：40℃时，R22的饱和压力为1.53MPa，比焓为249.2kJ/kg；-20℃时，R22的饱和压力为0.134MPa，比焓为361.4kJ/kg）
14. 案例分析题：（总共1题，15分，根据给出的案例，回答问题）
某冷库制冷系统在运行过程中出现制冷量不足的问题。经检查，发现冷凝器表面结垢严重，蒸发器内有少量积水，压缩机吸气温度过高。请分析出现这些问题的原因，并提出相应的解决措施。
15. 论述题：（总共1题，15分，论述下列问题）
随着环保要求的提高，新型制冷剂不断涌现。请论述新型制冷剂的特点以及对制冷工程发展的影响。

答案：
1. A
2. 无符合的高温制冷剂选项
3. B
4. A
5. D
6. D
7. 无符合的逆卡诺循环选项
8. A
9. B
10. D
11. （1）蒸发器；（2）低；（3）等压冷凝；（4）制冷系统的容积；（5）溶液泵
12. （1）蒸汽压缩式制冷循环工作原理：压缩机将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态，送入冷凝器冷却冷凝成高压液态，经节流机构节流成低温低压气液混合物进入蒸发器，在蒸发器中吸收被冷却对象热量汽化成气态，再回到压缩机完成循环。（2）冷凝器分类及特点：水冷式冷凝器用水冷却制冷剂，冷却效果好，应用广泛；风冷式冷凝器用空气冷却，结构简单，适用于缺水或小型制冷装置；蒸发式冷凝器利用水蒸发吸热冷却制冷剂，冷却效率高，节水但需较大安装空间。（3）节流机构选型要点：根据制冷系统负荷变化、制冷剂种类、冷凝温度和蒸发温度等因素选择。热力膨胀阀适用于一般制冷系统，能根据蒸发器出口过热度自动调节制冷剂流量；毛细管结构简单，适用于小型制冷装置，但调节性能差。
13. （1）制冷量Q0=qm(h1-h4)，已知Q0=50kW，h1=361.4kJ/kg，h4=249.2kJ/kg，则制冷剂质量流量qmQ0/(h1-h4)=50/(361.4-249.2)≈0.446kg/s。（2）压缩机理论功率P=qm(h压缩-h1)，h压缩可根据等熵压缩过程计算，这里略。假设h压缩=400kJ/kg，则P=qm(h压缩-h1)=0.446×(400-361.4)≈17.2kJ/s=17.2kW。
14. 冷凝器结垢严重原因：水质差或长期运行未清洗，导致传热系数降低，影响冷凝效果。解决措施：定期清洗冷凝器。蒸发器内有少量积水原因：排水不畅或者节流机构调节不当。解决措施：检查排水管道，调整节流机构。压缩机吸气温度过高原因：吸气过热度过大，可能是回热器故障或制冷剂充注量不足。解决措施：检修回热器，补充制冷剂。
15. 新型制冷剂特点：环保性能好，对臭氧层破坏小或无破坏，温室气体排放低；热工性能优良，制冷系数高，能效比高；化学稳定性好，不易分解、腐蚀；安全性高，无毒、不燃、不爆。对制冷工程发展影响：推动制冷技术进步，促使制冷系统设计优化；适应环保要求，拓展应用领域；降低运行成本，提高经济效益；促进相关产业发展，带动制冷设备升级等。