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第四章 能量利用过程与循环 主要内容： 4 ．1．第一定律与能量平衡方程 4 ．2．流体压缩与膨胀 4 ．3．动力循环 4 ．4 ．制冷与热泵 1 4 ．4 ．制冷与热泵 4 ．4 ．1．Carnot制冷循环 它与Carnot热机相反，工作于高温和低温两个热源之间，以提升热的 温度品位为目标。 它是反向（逆时针） 可逆循环。 它在固定的低温T 汲取外界的热Q ，提升到固定的高温T 下排出 L L H QH，消耗最少的功 w s q H q L − (4/4-1) 2 性能系数（coefficient of performance） 逆循环的能量利用效率评价指标。 ω qL qL (4/4-2) w q q − s r , H L 逆Carnot循环的性能系数 T L ωC (4/4-3) T T − H L 显然，逆Carnot循环效率仅由高温与低温热源温度决定。 3 4 ．4 ．2．蒸汽压缩式制冷循环 以机械能驱动是压缩式制冷循环的主要特征之一。 压缩式制冷循环系统一般包括蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀。 工作时，高压工质经节流阀减压获得降温或部分液化。然后进入蒸 发器，在低温下吸取热量（制冷）气化为蒸气。接着，蒸气进入压 缩机，经压缩提高压力（温度也被升高）后排入冷凝器，放出热量 而成为液体。如此循环。 蒸发器 4 具体分析如下：以每单位质量流体为基准 蒸发器内所吸收的热： q H H − (kJ kg-1) L2 1 冷凝器中所排放的热： q H H − -1 H3 4 (kJ kg ) 压缩的功 ： H H ′ − 3 2 w H =− H 3 2 s S