制冷剂、载冷剂及润滑油.pptVIP

第一节 制冷剂概述 第二节 制冷剂的热物性参数及其计算方法 第三节 制冷剂的物理化学性质及其应用 第四节 常用制冷剂 第五节 载冷剂 第六节 润滑油 第一节 制冷剂概述 一、制冷剂的发展、应用与选用原则 乙醚是最早使用的制冷剂。它易燃、易爆，标准蒸发温度（沸点）为34.5℃。用乙醚制取低温时，蒸发压力低于大气压，因此，一旦空气渗入系统，就有引起爆炸的危险。 1866年，威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷剂。 1870年，卡尔·林德(Cart Linde)对使用NH3作制冷剂作出了贡献，从此大型制冷机中广泛采用NH3为制冷剂。 1874年，拉乌尔·皮克特(Raul Pictel)采用SO2作制冷剂。SO2和CO2在历史上曾经是比较重要的制冷剂。 SO2沸点为-10℃，毒性大，它作为重要的制冷剂曾有60年之久的历史，后逐渐被淘汰。 CO2的特点是在使用温度范围内压力特别高(例如，常温下冷凝压力高达8MPa)，致使机器极为笨重，但CO2无毒，使用安全，所以曾在船用冷藏装置中作制冷剂，此历史也延续了50年之久，直到1955年才被氟利昂制冷剂所取代。 1929~1930年间汤姆斯·米杰里(Thomes Midgley) 首先提出将氟利昂作为制冷剂用。 卤代烃也称氟利昂（Freon，美国杜邦公司过去曾长期使用的商标名称）是链状饱和碳氢化合物的卤代衍生物的总称。氟利昂制冷剂的种类很多，它们之间的热力性质有很大区别，但在物理、化学性质上又有许多共同的优点，所以，得到迅速推广，成为制冷业发展的重要里程碑之一。 在卤代烃制冷剂中，R11、R12、R13、R14、R113、R114等都是全卤代烃，即在它们的分子中只有氯、氟、碳原子，这类氟利昂称氯氟烃，简称CFCs； 如果分子中除了氯、氟、碳原子外，还有氢原子（如R22），称氢氯氟烃，简称HCFCs； 如果分子中没有氯原子，而有氢原子、氟原子和碳原子，称氢氟烃，简称HFCs。 1974年美国加利福尼亚大学的莫利纳（M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland)教授首指出卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层。 1995年的诺贝尔化学奖授予了这两位教授以表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面作出的杰出贡献。 1987年联合国环保组织在加拿大的蒙特利尔市召开会议，36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，国际上正式规定了逐步削减CFCs生产与消费的日程表。 大气平流层的臭氧层是人类及生物免遭短波紫外线伤害的天然保护伞。 (1) 大气臭氧层的耗减甚至出现空洞将会引起人们的皮肤癌、白内障等发病率的上升； (2)会减退人类的免疫功能； (3)引起农产品如大豆、玉米、棉花、甜菜等减产； (4)会杀死水中微生物而破坏水生物食物链，使渔业减产。 (5)此外，CFCs的大量排放，还会助长温室效应，加速全球气候变暖。 为了加快淘汰步伐，逐步限制使用的时间表在不断地提前。到1995年12月在维也纳召开的《蒙特利尔议定书》缔约国第七次会议为止，国际上对CFCs和HCFCs物质限制日程表要点如下： 1、对CFCs，包括CFC11、CFC12、CFC113、CFC114、CFC115等氯氟烃物质： 对发达国家，规定从1996年1月1日起完全停止生产与消费； 对发展中国家（CFCs人均消耗量小于0.3kg）最后停用的日期是2010年。 2、对HCFCs，包括HCFC22、HCFC142b、HCFC123等： 对发达国家，从1996年起冻结生产量，2004年开始削减，至2020年完全停用； 对发展中国家，从2016年开始冻结生产量，2040年完全停用。 以上时间表还可能再提前。 （2007年第19次会议确定提前） 从80年代后期开始，世界各国的科学家和技术专家就一直在寻找新的制冷剂。作为制冷剂应该符合如下要求： 1、热力学性质方面 （1）在工作温度范围内有合适的压力和压力比。 蒸发压力≧大气压力 冷凝压力不要过高 冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大 （2）汽化潜热大，则单位制冷量q0以减少系统中的制冷剂循环量。 （3）气体比容要小，单位容积制冷量qv比较大，以减少压缩机的几何尺寸。 2、迁移性质方面 （1）粘度、密度尽量小，这样可减少制冷剂在系统中的流动阻力以及制冷剂的充注量。 （2）热导率大，这样可以提高热交换设备（如蒸发器、冷凝器、回热器……等）的传热系数，减少传热面积，使系统结构紧凑。 3、物理化学性质方面 无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全。 化学稳定性和热稳定性好，制冷剂要经得起蒸发和冷凝的循环变化，使用中不变质，不与润滑油反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的高温下不分解。 对大