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| 2012-8-20 中國冷鏈物流網(wǎng)www.jsslwood.com |
制冷是指用制冷設(shè)備，從一個(gè)有限的空間內(nèi)取出熱量，使該處的溫度降低到所要求的程度。這個(gè)過程是*熱傳遞來完成的。有關(guān)制冷的一些常用名詞術(shù)語簡單介紹如下：
一、 溫度
溫度被用來表示物質(zhì)冷與熱的程度，溫度的高低的程度可用溫度計(jì)來度量，如玻璃溫度計(jì)，管內(nèi)的液體受熱后膨脹，液面升高，冷卻收縮后，液面降低，液面的高低表示溫度的高低程度。下面簡要介紹表示溫度值的幾種標(biāo)準(zhǔn)。
a．?dāng)z氏溫標(biāo) 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把水的冰點(diǎn)作為0度，沸點(diǎn)作為100度，在0度與100度之間均衡的刻成100格，每格為l度，以符號℃表示。
b．華氏溫標(biāo) 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把水的冰點(diǎn)定為32度，而沸點(diǎn)定為212度、二者之間均衡的刻成180格，每格為l度，以符號oF表示。
c．開氏溫標(biāo)(又稱絕對溫標(biāo)) 它以攝氏溫標(biāo)為基礎(chǔ)、把水的冰點(diǎn)定為273.16度，水的沸點(diǎn)定為373．16度，理論上把物質(zhì)中分子全部停止運(yùn)動(dòng)之點(diǎn)作為0度，以符號K表示。
常用溫標(biāo)是攝氏、華氏、開氏。它們之間的換算公式如下：
華氏換算攝氏：
攝氏換算成華氏：
開氏與攝氏的關(guān)系：
T= t + 273.16
式中： T：開氏溫標(biāo)，K； t：攝氏溫標(biāo)，oC。
二、熱量
物體溫度的高低表示了物體的物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈的程度，溫度的高低也表示物體所具有能量的高低，這種能量稱為熱能。當(dāng)溫度不同的兩個(gè)物體相接觸時(shí)，兩者溫度逐步趨于一致，發(fā)生了熱能從溫度較高的物體向溫度較低的物體轉(zhuǎn)移，此時(shí)物體所放出或吸收的能量稱為熱量。常用的熱量單位有：
a. 卡 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下，將 l克的水加熱或冷卻，其溫度升高或降低l ℃時(shí)，所加進(jìn)或除去的熱量稱為l卡，以符號 cal表示。因卡的單位太小，工程上往往采用其1000倍的千卡或大卡來表示。具符號為kcal。
b. 英熱單位 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將11b(磅)(11b＝0.454kg)水加熱或冷卻，其溫度升高或降低華氏溫度l oF，所加進(jìn)或除去的熱量稱為一個(gè)英熱單位，其符號為Btu。
c. 焦耳
在國際單位制中，取熱量單位與功的單位一致，以焦耳表示。焦耳相當(dāng)于用1N(牛頓)的力，共作用點(diǎn)在力的方向上移動(dòng)l m(米)所做的功。因此，在國際單位制中，焦耳是功和能的單位，采用這種單位使計(jì)算簡化，焦耳的符號為J。我國法定熱量單位為焦耳。
焦耳與卡之間的換算為：
1 kJ(千焦耳)＝0.239kcaI(千卡)
l kcal(千卡)＝4.19kJ(千焦耳)
其它常用換算公式為：
1 kcal(千卡)＝3.969 Btu(英熱單位)
l Btu(英熱單位)＝252 cal(卡)
1 kcal(千卡)＝427 kg·m(千克·米)
1 kW(千瓦)＝860 kca1／h(千卡／時(shí))
1 美國冷噸＝3024 kca1／h(千卡／時(shí))
1 日本冷噸＝3320 kca1／h(千卡／時(shí))
三、 比熱
任何物質(zhì)當(dāng)加進(jìn)熱量，它的溫度會升高。但相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，升高同樣溫度時(shí)，其所加進(jìn)的熱量是不一樣的。為相互比較，把l kg水溫度升高1 ℃所需的熱量定為4.19kJ。以此作為標(biāo)準(zhǔn)，其它物質(zhì)所需的熱量與它的比值，稱為比熱。如 l kg水溫度升高l ℃需4.19kJ，則比熱值為4.19kJ(kg·℃)，而 l kg銅溫度升高l ℃只需0.39kJ，則銅的比熱為0.39kJ(kg·℃)。不同材料有各自的比熱值，下表為幾種材料的比熱值。
物資名稱 比熱kJ(kg·K) 物資名稱 比熱kJ(kg·K) 水4.19氨（液體）4.609冰2.095氨（氣體）2.179玻璃0.754空氣（干）1.006銅0.390鋼0.461
知道材料比熱值，就能計(jì)算出對它降溫所需要除去的熱量。例如要將5kg 70℃的水冷卻到15℃，則需除去的熱量為： Q＝mcD t = 5×4.19×(70-15)＝l152.25 kJ式中：
m: 水的質(zhì)量，kg； c：水的比熱kJ(kg·K)；D t：溫度差值 K。
四、 顯熱
對固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的物質(zhì)加熱，只要它的形態(tài)不變，則熱量加進(jìn)去后，物質(zhì)的溫度就升高，加進(jìn)熱量的多少在溫度上能顯示出來，即不改變物質(zhì)的形態(tài)而引起其溫度變化的熱量稱為顯熱。如對液態(tài)的水加熱，只要它還保持液態(tài)，它的溫度就升高；因此，顯熱只影響溫度的變化面不引起物質(zhì)的形態(tài)的變化。例如機(jī)房中、其計(jì)算機(jī)或程控交換機(jī)的發(fā)熱量很大，它屬于顯熱。
五、潛熱
對液態(tài)的水加熱，水的溫度升高，當(dāng)達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，雖然熱量不斷的加入，但水的溫度不升高，一直停留在沸點(diǎn)，加進(jìn)的熱量僅使水變成水蒸氣，即由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。這種不改變物質(zhì)的溫度而引起物態(tài)變化(又稱相變)的熱量稱為潛熱。如計(jì)算機(jī)房中、工作人員人體發(fā)熱以及換氣帶進(jìn)來的空氣含濕量，這些熱量稱為潛熱。(全熱等于顯熱與潛熱之和。)
六、壓力
氣體由分子組成，億萬分子在無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)中，頻繁撞擊容器內(nèi)壁，在內(nèi)壁單位表面積上垂直產(chǎn)生的力稱為壓力。在工程中測量氣體壓力的常用單位是：千克／厘米2、或?yàn)閙mHg(毫米汞柱)，我國的法定單位是 Pa(帕斯卡)。
a. 大氣壓力 包圍地球的空氣層對單位地球表面積形成的壓力稱為大氣壓力。通常用 B表示。單位用帕 Pa或千帕 kPa表示。
大氣壓力隨各地海拔高度不同而存差異。還因季節(jié)、氣候的變化稍有高低。由于大氣壓力不同，空氣的物理性質(zhì)和反映空氣物理性質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)均要發(fā)生變化。所以，在空氣調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，要考慮當(dāng)?shù)貧鈮旱拇笮?，否則會造成一定的誤差。
壓力分三種：用儀表測定的壓力(稱工作壓力，即表壓力)、當(dāng)?shù)卮髿鈮汉徒^對壓力。其相互關(guān)系：
絕對壓力＝當(dāng)?shù)卮髿鈮菏ぷ鲏毫?
只有絕對壓力才是濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。
b．水蒸汽分壓力與飽和水蒸汽分壓力
在濕空氣中，水蒸汽單獨(dú)占有濕空氣的容積，并且有與濕空氣相同溫度時(shí)所產(chǎn)生的壓力，稱為水蒸汽分壓力，用Pq表示。
濕空氣是干空氣和水蒸汽組成的混合氣體，因此濕空氣的總壓力應(yīng)由干空氣分壓力 Pg；與水蒸汽的分壓力Pq迭加而成。
即 P＝Pg十Pq
或 B＝Pg十Pq
在空調(diào)工程中所考慮的濕空氣就是大氣，所以濕空氣的總壓力P就是當(dāng)?shù)卮髿鈮毫。
在一定溫度下，空氣越潮濕，其水蒸汽含量就越多，水蒸汽分壓力就越大。當(dāng)水蒸汽含量超過某一限量時(shí)，多余的水蒸汽就會凝成水析出。這說明，此時(shí)，濕空氣中的水蒸汽含量達(dá)到最大限度、該濕空氣處于飽和狀態(tài)，稱飽和空氣；此時(shí)相應(yīng)的水蒸汽分壓力稱為飽和水蒸汽分壓力。該壓力僅取決于溫度，溫度越高，其壓力值越大。
于此同時(shí)，壓力和沸點(diǎn)的關(guān)系也很大，降低壓力能使液體的沸點(diǎn)降低，增加壓力則使沸點(diǎn)升高。因此每一個(gè)作用于液體的壓力就有一個(gè)對應(yīng)的沸點(diǎn)。例如1.0133×l05Pa下。水在 100℃時(shí)沸騰；若壓力升高到2.41×105Pa，水的沸點(diǎn)為138℃；若壓力降低到0.43×105Pa，水的沸點(diǎn)為84．5℃。在制冷系統(tǒng)中，用控制蒸發(fā)壓力來達(dá)到控制蒸發(fā)溫度的目的。
七、 蒸發(fā)與沸騰
蒸發(fā)是指在液體自由表面進(jìn)行氣化的過程。例如，水的蒸發(fā)。衣服的涼干過程。蒸發(fā)是由于液體表面上具有較高能量的分子克服液體分子的引力、穿出液面到達(dá)空間而形成的。在相同環(huán)境下、液體溫度越高，則蒸發(fā)越快。制冷工程中，許多問題都涉及到蒸發(fā)過程，例如冷卻塔及空調(diào)中的加濕與干燥過程等。紅外加濕器的加濕屬表面蒸發(fā)過程。
沸騰是指液體內(nèi)部產(chǎn)生氣泡形式的劇烈氣化過程。例如，水的燒開過程。在一定壓力下，液體加熱到一定的溫度才開始沸騰。在整個(gè)沸騰過程中，液體吸收的熱量全部用于自身的容積膨脹與相變，故氣液溫度保持不變。如電極加濕器屬于沸騰過程。
八、 導(dǎo)熱系數(shù)(亦稱熱導(dǎo)率)
導(dǎo)熱系數(shù)是表示一種材料傳導(dǎo)熱量能力的一個(gè)物理量。如兩塊同樣厚的材料，一塊是銅塊，一塊是軟木塊，把它們放在比本身溫度高的環(huán)境中，可立即感覺到銅塊溫度升高，而對軟木塊則在短時(shí)間內(nèi)感受不到。這說明兩種材料對熱量傳導(dǎo)的能力不同，把這種材料對熱量的不同傳導(dǎo)能力以數(shù)字表示就稱為導(dǎo)熱系數(shù)，其數(shù)值等于：當(dāng)材料層的厚度為 l m，兩邊溫度差為1 ℃，在 1 h內(nèi)通過 l m 2 表面積所傳導(dǎo)的熱量，以符號l 表示，單位是 kcal／mh℃，國家法定單位是 W／mK或用 J／mhK表示，它們之間的換算關(guān)系是：1W／mK = 0.860 kcal／mh℃。不同材料有不同導(dǎo)熱系數(shù)，它與材料的成份、密度、分子結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。同一種材料，影響其導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素是密度和濕度。密度大則導(dǎo)熱系數(shù)大，濕度大則導(dǎo)熱系數(shù)亦大。
九、放熱系數(shù)
當(dāng)凍結(jié)一種物質(zhì)時(shí)，如在表面吹風(fēng)則它的凍結(jié)速度比不吹風(fēng)時(shí)快。表示這種不同物質(zhì)之間在不同狀態(tài)下?lián)Q熱能力的物理量稱為放熱系數(shù)，其數(shù)值等于每小時(shí)、每平方米面積上，當(dāng)流體和固體壁之間的溫度差為 l ℃時(shí)所傳遞的熱量。以符號a表示，其單位為 kcal／(m 2 h℃)，國際單位制是 W／(m 2 k)或 J／(m 2 h℃)、兩者之間換算關(guān)系為：1W／(m 2 K)＝0.860kcal／(m 2 h℃)
十、 傳熱系數(shù)
熱量從高溫側(cè)流體透過平壁轉(zhuǎn)移到低溫側(cè)流體。
這種熱量傳遞的能力除與兩側(cè)溫差、傳熱面積的大小有關(guān)外，還與平壁的導(dǎo)熱系數(shù)，平壁的厚度及壁面兩側(cè)的放熱系數(shù)有關(guān)。
把所有因素列成一個(gè)方程式，即：
Q＝KFD t (kJ／h)
式中：Q：傳遞的熱量(kJ／h)；F：平壁的表面積(m 2 )；D t ：溫差 D t＝t1-t2(℃)；
K：傳熱系數(shù) kJ／(m 2 h℃)
K為傳熱系數(shù)，它數(shù)值上等于當(dāng)兩側(cè)溫差 l℃時(shí)、l h通過 l m 2 傳熱面積，從一側(cè)熱流體傳到另一側(cè)冷流體所傳遞的熱量。單位是kJ／(m 2 h℃)或 W／(m 2 k)。
十一、 比容和密度
單位容積的濕空氣所具有的質(zhì)量稱為密度。用符號r 表示，即：
而單位質(zhì)量的濕空氣所占有的容積稱為比容，用符號 V表示，即：
式中： m：濕空氣的質(zhì)量，單位為 kg；
v：濕空氣占有的容積，單位為 m 3 。
兩者互為倒數(shù)，因此，只能視為一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。
十二、 濕度
濕度是表示濕空氣中含有水蒸汽量多少的物理量，有三種表示方法。
a．絕對濕度
l m 3 濕空氣中含水蒸汽的質(zhì)量。符號為Z，單位為 kg／m 3 ，即：
式中：mq：水蒸汽質(zhì)量，單位為kg；
V：水蒸汽占有的容積，即濕空氣的容積，單位為 m 3 。
絕對濕度使用起來不方便。它不能直接反映出濕空氣的干濕程度。
b. 含濕量
每公斤干空氣所含有水蒸汽量稱為含濕量，符號為d，單位為 kg／kg(干)，即：
式中：mq：濕空氣中水蒸汽質(zhì)量，單位為kg； mg：濕空氣中干空氣質(zhì)量，單位為kg。b．相對濕度 濕空氣中水蒸汽分壓力和同溫度下飽和水蒸汽分壓力之比，稱為相對濕度。用符號j 表示，即：式中：Pq：水蒸汽分壓力 Pqb；同溫度下飽和水蒸汽分壓力 從式中可知，j 值小，表示空氣較干燥，反之，空氣較潮濕。當(dāng)j ＝0時(shí)，為干空氣；j ＝100％時(shí)，為飽和空氣。從j 值大小可直接看出空氣的干濕程度。 j 和d都是表示空氣的濕度參數(shù)，含意卻不同，d表示水蒸汽的含量多少，卻不能表示空氣接近飽和的程度；而j 能表示空氣接近飽和程度，卻不能表示水蒸汽的含量多少。
十三、 露點(diǎn)溫度
在一定大氣壓力下，含濕量不變時(shí)空氣中的水蒸汽凝結(jié)為水(凝露)的溫度。在d不變時(shí)，空氣溫度下降，由未飽和狀態(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，此時(shí)空氣的相對濕度j = 1O0％。在空調(diào)技術(shù)中，把空氣降溫至露點(diǎn)溫度，達(dá)到除濕干燥空氣的目的。
1.14 焓
焓是濕空氣的一個(gè)重要參數(shù)。是一個(gè)內(nèi)能與壓力位能之和的復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。
在空調(diào)過程中，濕空氣的狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化，焓可以很方便確定該狀態(tài)變化過程中的熱交換量。濕空氣的變化過程是定壓過程，焓差等于熱交換量，即：
t D h=D Q=cmD t
式中：D h：焓差 kJ／kg(干) D Q：熱交換量 kJ／kg m：濕空氣的質(zhì)量 kg c：濕空氣的定壓比熱 kJ／(kg℃)1.15 靜壓、動(dòng)壓、全壓
在選擇空調(diào)或風(fēng)機(jī)時(shí)，常常會遇到靜壓、動(dòng)壓、全壓這三個(gè)概念。根據(jù)流體力學(xué)知識，流體作用在單位面積上所垂直力稱為壓力。當(dāng)空氣沿風(fēng)管內(nèi)壁流動(dòng)時(shí)，其壓力可分為靜壓、動(dòng)壓和全壓，單位是 mmHg或 kg／m 2 或 Pa，我國的法定單位是 Pa。
a. 靜壓(Pi)
由于空氣分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而撞擊于管壁上產(chǎn)生的壓力稱為靜壓。計(jì)算時(shí)，以絕對真空為計(jì)算零點(diǎn)的靜壓稱為絕對靜壓。以大氣壓力為零點(diǎn)的靜壓稱為相對靜壓?？照{(diào)中的空氣靜壓均指相對靜壓。靜壓高于大氣壓時(shí)為正值，低于大氣壓時(shí)為負(fù)值。
b. 動(dòng)壓(Pb)
指空氣流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力，只要風(fēng)管內(nèi)空氣流動(dòng)就具有一定的動(dòng)壓，其值永遠(yuǎn)是正的。
c. 全壓(Pq) 全壓是靜壓和動(dòng)壓的代數(shù)和： Pq＝Pi十Pb 全壓代表 l m 3 氣體所具有的總能量。若以大氣壓為計(jì)算的起點(diǎn)，它可以是正值，亦可以是負(fù)值。 |
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