核反應(yīng)堆壓水堆控制緒論

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1、空調(diào)與制冷工程,王錫,緒 論 第 一 章 蒸汽壓縮式制冷的熱力學(xué)原理 第 二 章 制冷劑和載冷劑 第 三 章 制冷壓縮機(jī) 第 四 章 冷凝器與蒸發(fā)器 第 五 章 節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備 第 六 章 蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng) 第 七 章 吸收式制冷 第 八 章 濕空氣的性質(zhì)與空氣調(diào)節(jié) 第 九 章 空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng) 結(jié) 束 語,空氣調(diào)節(jié)的定義,使空氣達(dá)到所要求的狀態(tài)，對(duì)于一個(gè)內(nèi)部受控的空氣環(huán)境（一般是指在某一特定空間或房間內(nèi)），對(duì)空氣溫度、濕度、空氣流動(dòng)速度及清潔度進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，以滿足人體舒適和工藝生產(chǎn)過程的要求，現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展還要求對(duì)空氣的壓力、成分、氣味及噪聲等進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。 由此可見，采用技

2、術(shù)手段創(chuàng)造并保持滿足一定要求的空氣環(huán)境，乃是空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)。,室內(nèi)空氣環(huán)境所受的干擾,室內(nèi)空氣環(huán)境受兩方面的干擾： 一方面來自空間內(nèi)部生產(chǎn)過程、設(shè)備及人體等所產(chǎn)生的熱、濕和其它有害物的干擾； 另一方面來自空間外部氣候變化、太陽輻射及外部空氣中的有害物的干擾。 這些干擾因素有些是穩(wěn)定的，有些不穩(wěn)定，有些隨季節(jié)變化；有的干擾因素在一定條件下會(huì)成為有利因素，如冬季的太陽輻射。 對(duì)室內(nèi)環(huán)境造成不利影響的熱、濕及其它有害物等干擾因素就需要采取技術(shù)手段來克服它們的影響。,克服干擾的技術(shù)手段,所謂的技術(shù)手段主要是： 采用換氣的方法保證內(nèi)部環(huán)境的空氣新鮮（引入新風(fēng)）； 采用熱、濕交換的方法保證內(nèi)部環(huán)境的溫濕度

3、（夏季供冷減濕、冬季供熱加濕）； 采用凈化的方法保證空氣的清潔度（加過濾除塵裝置）。 可見，一定空間的空氣調(diào)節(jié)，并非是封閉的空氣再造過程，而主要是指置換和熱質(zhì)交換過程。,制冷技術(shù),制冷技術(shù)的定義 制冷技術(shù)的發(fā)展 制冷技術(shù)的分類 制冷技術(shù)的應(yīng)用 制冷技術(shù)發(fā)展的負(fù)面作用,制冷技術(shù)的定義,是使某一空間或物體的溫度低于周圍環(huán)境溫度，并保持在規(guī)定低溫狀態(tài)的一門科學(xué)技術(shù),,制冷技術(shù)的發(fā)展,隨著人們對(duì)低溫條件的要求和社會(huì)生產(chǎn)力的提高而不斷發(fā)展 利用天然冷源,,制造人工冷源,,,天然冷源的應(yīng)用,主要指冬季儲(chǔ)藏的天然冰和夏季使用的深井水 天然冰 公元前: 埃及人；中國人；希臘人和羅馬人 深井水 在夏季，深井

4、水溫低于環(huán)境溫度，可以用來防暑降溫，或者作為空調(diào)冷源使用。 深井水特別適用于夏季室內(nèi)空調(diào)溫度和濕度要求不是很低，而冷量卻很大的場合紡紗、織布車間 但深井水的大量抽汲和使用，可使井水枯竭，地層下沉，如上海采用“冬灌夏用”,天然冷源的優(yōu)缺點(diǎn),具有價(jià)廉和不需要復(fù)雜技術(shù)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn) 具有較高的省能性和經(jīng)濟(jì)性，可節(jié)省制冷能耗 但數(shù)量和溫度畢竟有一定限度，使用有一定條件 天然冰的采集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存比較麻煩，受時(shí)間、地區(qū)等條件限制，而且不易用來大量獲取低于0溫度 而深井水的使用，也受地區(qū)條件、溫度條件的限制,人造冷源(機(jī)械制冷)的應(yīng)用(一),1748年，蘇格蘭，庫侖。乙醚蒸發(fā)會(huì)引起溫度的下降 1755年，蘇格蘭

5、，庫侖(W.Cullen) 。在真空罩下利用乙醚蒸發(fā)制得了少量冰，并發(fā)表了液體蒸發(fā)制冷真正意義的現(xiàn)代制冷技術(shù)開始 1834年，美國人波爾金斯（Perkins）試制成功了人力轉(zhuǎn)動(dòng)的用乙醚為工質(zhì)的制冷機(jī)世界上第一臺(tái)制冷機(jī)，人工制冷技術(shù)才進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)代。 1834年，法國，珀?duì)柼?Peltier)熱電制冷即珀?duì)柼?yīng) （20世紀(jì)初）半導(dǎo)體制冷 1844年，約翰.高里在美國費(fèi)城試作了封閉循環(huán)的用空氣為工質(zhì)的可用來制冰和冷卻空氣的機(jī)器。,人造冷源(機(jī)械制冷)的應(yīng)用(二),1852年美國人開爾文（Kelvin）證明用逆卡諾循環(huán)可以制冷的理論 19世紀(jì)50年代，試制第一臺(tái)氨水吸收式制冷機(jī) 1875

6、年，德國人卡爾林德(Linde)制作了第一臺(tái)氨壓縮式制冷裝置 蒸氣噴射式制冷機(jī)是在1890年以后才發(fā)展起來，1910年左右，萊蘭克(Maurice Lehlanc)在巴黎發(fā)明了蒸氣噴射式制冷系統(tǒng) 20世紀(jì)初絕熱去磁法逐步發(fā)展起來 1945年，試制成第一臺(tái)溴化鋰吸收式制冷機(jī)。,,實(shí)現(xiàn)制冷的途徑分類,相變制冷 氣體膨脹制冷 熱電制冷 固體絕熱去磁法 渦流管制冷 氦稀釋制冷,,熔解 升華 氣化液體氣化法,,蒸氣壓縮式制冷 蒸氣吸收式制冷 蒸氣噴射式制冷 吸附式制冷,,蒸氣壓縮式制冷,被廣泛的應(yīng)用于冰箱、空調(diào)等制冷裝置中 它主要有壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器等組成,蒸氣壓縮式制冷裝置示意圖,,蒸氣

7、吸收式制冷,蒸氣吸收式制冷機(jī)是用吸收器、溶液泵、發(fā)生器等部件代替蒸氣壓縮式制冷機(jī)中的壓縮機(jī) 吸收式制冷機(jī)中工質(zhì)為雙工質(zhì)，即制冷劑-吸收劑工質(zhì)對(duì)，通常為氨-水或溴化鋰-水 吸收式主要用于空調(diào)和工業(yè)工藝制冷,蒸氣吸收式制冷裝置示意圖,,蒸氣噴射式制冷,用噴射器取代壓縮式制冷機(jī)中的壓縮機(jī) 高溫高壓蒸氣進(jìn)入噴射器中的噴嘴后高速噴出形成真空狀態(tài) 蒸發(fā)器中的氣態(tài)制冷劑被吸引，與高速噴射氣流匯合后進(jìn)入噴射器的擴(kuò)壓室，并使流速降低，壓力升高，然后經(jīng)冷凝器、膨脹閥返回蒸發(fā)器。 主要以水作為工質(zhì),蒸氣噴射式制冷裝置示意圖,,,噴嘴,,吸入室,,擴(kuò)壓管,吸附式制冷,固體吸附劑對(duì)制冷劑氣體具有吸附作用，且其吸附能力隨

8、吸附劑溫度不同而不同。 脫附時(shí)，釋放制冷劑氣體，并使之冷凝為液體； 吸附時(shí)，吸附劑吸收制冷劑使之蒸發(fā)產(chǎn)生制冷作用 這就是吸附式制冷原理,太陽能沸石-水吸附制冷系統(tǒng)示意圖,,,蒸發(fā)器,氣體膨脹制冷,氣體膨脹制冷是利用高壓氣體絕熱膨脹或絕熱放氣使氣體溫度降低而實(shí)現(xiàn)的 最早的高壓氣體膨脹制冷是壓縮空氣制冷機(jī)，理想循環(huán)是由兩個(gè)定熵過程和兩個(gè)定壓過程組成的循環(huán) 與壓縮蒸氣制冷循環(huán)的最大區(qū)別是其制冷是靠吸收顯熱(而不是潛熱)實(shí)現(xiàn)的 主要缺點(diǎn)是制冷量不大,簡單空氣壓縮式制冷系統(tǒng),,熱電制冷（半導(dǎo)體制冷）,1834年法國人珀?duì)柼?Peltier)發(fā)現(xiàn)珀?duì)柼?yīng)： 在兩種不同金屬組成的閉合線路中，若通以直流電，

9、就會(huì)使一個(gè)接觸點(diǎn)變冷，另一個(gè)變熱 純金屬珀?duì)柼?yīng)很弱 半導(dǎo)體制冷：不用制冷劑，無機(jī)械傳動(dòng)部分，靈活性大，冷熱端可互換，體積和功率可很小，效率太低,半導(dǎo)體制冷原理 （溫差電制冷）,,冷端吸熱,熱端放熱,,,銅導(dǎo)體,固體絕熱去磁法,1904年蘭熱文首先指出順磁物質(zhì)磁極化強(qiáng)度的變化會(huì)伴隨溫度相反的變化。 1926年德拜和喬克分別指出順磁鹽的絕熱去磁會(huì)使其溫度降低。 1933年喬克及馬克杜卡爾進(jìn)行了絕熱退磁的首次實(shí)驗(yàn)，他們當(dāng)時(shí)達(dá)到了0.25K的超低溫。 磁制冷是利用磁性物質(zhì)的磁熱效應(yīng)來完成磁制冷循環(huán)的。 任一系統(tǒng)的冷卻過程都是系統(tǒng)有序程度的增加或熵減少的過程。 磁性物質(zhì)是由原子或具有磁矩的磁離子組成

10、的結(jié)晶體，它有一定的熱運(yùn)動(dòng)或熱振動(dòng)。,(a) (b) (c),磁制冷的基本原理,無磁場時(shí)，結(jié)晶體內(nèi)磁矩取向無規(guī)則，此時(shí)熵較大。（圖a） 有磁場(磁化)時(shí)，磁矩沿磁場方向擇優(yōu)取向。等溫條件下，則導(dǎo)致工質(zhì)熵的下降，有序度增加，向外界排熱。（圖b） 若磁場強(qiáng)度減弱，由于磁離子的熱運(yùn)動(dòng)，其磁矩又趨于無序，在熵增加和等溫條件下，工質(zhì)從外界吸熱(制冷) （圖c） 把磁性物質(zhì)在磁場作用下絕熱磁化時(shí)升溫、絕熱退磁時(shí)降溫的物理現(xiàn)象稱為磁熱效應(yīng)磁制冷的基本原理,,制冷范圍分類,不同的制冷方法適用于獲取不同的溫度，根據(jù)低溫的溫度要求，把制冷范圍分為三個(gè)區(qū)間： 普通制冷范圍（簡稱“普冷”）：低于環(huán)境溫度 -120（1

11、53K） 深度制冷范圍（簡稱“深冷”）：-120 -253（153K20K） 低溫制冷范圍：-253接近-273（20K接近0K） 在空調(diào)和食品冷藏，及一般所要求的用冷溫度，均屬普冷范圍，使用最廣泛的方法是液體氣化法蒸氣壓縮式、吸收式及蒸氣噴射式制冷,,制冷技術(shù)的應(yīng)用,空氣調(diào)節(jié)方面 食品冷藏方面 生產(chǎn)工藝方面 低溫和超低溫方面 其它方面,,制冷技術(shù)應(yīng)用之空氣調(diào)節(jié),用來降低空氣的溫度和含濕量，分兩種形式： 1）舒適性空調(diào)：主要是滿足人對(duì)環(huán)境溫濕度的要求。 如高溫車間、醫(yī)院、會(huì)堂、影劇場、賓館、住宅以及各種交通工具空氣調(diào)節(jié)等。 2）工藝性空調(diào)：主要是為滿足生產(chǎn)工藝和檢測等對(duì)環(huán)境溫濕度的要求。 紡織

12、、印刷、電子元件、光學(xué)儀器、精密機(jī)床等車間和檢測、計(jì)量室等都需要有恒溫、恒濕的空氣環(huán)境； 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、航空儀表、電氣設(shè)備甚至一些軍事武器彈藥，都應(yīng)在一定的溫濕度條件下進(jìn)行性能試驗(yàn)。,,制冷技術(shù)應(yīng)用之食品冷藏,食品冷藏鏈：食品從采集加工冷凍、冷藏運(yùn)輸貯藏零售消費(fèi)者等各環(huán)節(jié)均需保持在低溫環(huán)境 冷加工設(shè)備、冷凍庫、冷藏庫 冷藏運(yùn)輸工具：冷藏汽車、火車、船，冷藏集裝箱 銷售：冷凍、冷藏商品陳列柜 單位和家庭的存放：家用電冰箱、冰柜 以防食品變質(zhì)保證其質(zhì)量 平衡食品的季節(jié)性、地區(qū)性生產(chǎn)與全年耗用間的矛盾,,制冷技術(shù)應(yīng)用之生產(chǎn)工藝,某些產(chǎn)品，例如合成橡膠、合成纖維、氣體液化、石油裂解和脫脂，以及如甲烷、乙

13、烯等許多重要化工原料的提取等，都要利用制冷裝置為其提供低溫工藝條件(20 -120)，以保證生產(chǎn)過程順利進(jìn)行。 電子工業(yè)中，許多電子元、器件需要在低溫或恒溫環(huán)境中工作，以提高性能。 計(jì)算機(jī)儲(chǔ)能器、多路通訊、雷達(dá)、衛(wèi)星地面站等電子設(shè)備需要在低溫下工作。 大規(guī)模集成電路、光敏器件、功率元件、高頻晶體管、激光倍頻發(fā)生器等電子元件的冷卻需要應(yīng)用制冷技術(shù)。,,制冷技術(shù)應(yīng)用之低溫和超低溫,低溫技術(shù)的應(yīng)用，首先是由于金屬和合金在低溫下具有“超電導(dǎo)”的特性所引起。 例如，金屬鉛在低于7.26 K時(shí)，其電阻幾乎等于零；而鋅的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度是0.79K。這樣，制造低溫超導(dǎo)電纜對(duì)大功率（100萬千瓦以上）輸電很有經(jīng)濟(jì)

14、價(jià)值。利用低溫超導(dǎo)的強(qiáng)大電流，也為制造強(qiáng)大磁場提供了可能。 此外現(xiàn)在科學(xué)的許多部門，如宇宙空間的模擬、高真空的獲得、半導(dǎo)體激光、紅外線探測等也都離不開低溫制冷技術(shù)。,,制冷技術(shù)應(yīng)用之其它方面,醫(yī)療衛(wèi)生方面 某些藥品的生產(chǎn)，血漿、疫苗及某些特殊藥品的低溫保存，器官組織的冷藏，低溫麻醉、切片、手術(shù)和治療，高燒患者的冷敷降溫等。 土木工程方面 在工程中如遇到含水的泥沙，可以利用制冷方法在施工地段的周圍造成凍土圍墻，以防止水分滲入 混凝土固化時(shí)會(huì)釋放反映熱時(shí)的冷卻 體育事業(yè)方面 冰上運(yùn)動(dòng)有冰球、速滑、花樣滑冰、冰上舞蹈等 國防工業(yè)、航天技術(shù)、科學(xué)研究以及農(nóng)牧業(yè)等方面,,制冷行業(yè)發(fā)展的負(fù)面作用,能源消耗驚人，占全年總能耗的2530% 上海、北京家用空調(diào)擁有量已超過 1 臺(tái)/家 制冷劑對(duì)環(huán)境的破壞，對(duì)臭氧層的破壞 氟利昂（CFC） 臭氧減少1%，紫外線輻射量將增加2% 促使人的病患增多，如皮膚癌、白內(nèi)障等 增加溫室效應(yīng) 危害生物，破壞生態(tài)平衡,