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西安交通大学 “制冷与低温原理”课程教学大纲 英文名称：Principles of Refrigeration and Cryogenic 课程编码：ENP03117 课程类型：工程科学 学时：44（含课外学时4） 学分：2 适用对象：主要用于“动力工程及工程热物理”专业，适当修改后也可用于机械、电机、无线电等相关专业。 先修课程：高等数学、大学物理、普通化学、工程热力学、传热学、流体力学。 使用教材及参考书： [1] 吴业正主编.《制冷及低温技术原理》. 北京：高等教育出版社，2004 [2] 周远，王如竹主编.《制冷与低温工程》.北京:中国电力出版社，2003 [3] 陈光明，陈国邦主编.《制冷与低温原理》. 北京：机械工业出版社，2000 一、课程的性质、目的和任务 本课程是研究制冷与低温原理的工程技术类课程，是制冷及低温工程领域专业知识教学的基础，属专业基础课。它的教学目的与任务是：学生学习本课程后，将学到基本的制冷方法、低温获得、气体液化、气体分离以及其它制冷及低温应用技术的知识，掌握制冷与低温技术中能量转换的理论及节能的措施；为学习后续的专业课、生产实习、毕业设计等提供理论准备。同时也为学生今后解决低温方面的生产实际问题和科学研究打下必要的理论基础。 二、教学基本要求 学生学完本课程后，应达到下列要求： 1.掌握各种制冷方法的物理本质； 2. 掌握制冷与低温技术中的热力循环及其应用范围； 3. 熟悉制冷与低温技术中常用工质及其性质，能熟练地应用工质的物性公式和图表进行热力计算； 4．掌握气体的分离方法及精馏计算； 5．联系实际地培养学生相关设计和研究能力。 三、教学内容及要求 第一章：绪论 内容： 制冷与低温在现代技术发展和人民生活中的作用；研究对象及理论基础；制冷与低温的应用及发展。 要求： 掌握制冷的定义，了解制冷及低温技术研究的主要内容及其在一些领域的应用。 第二章：制冷方法 内容： 1. 利用物质相变的制冷方法（蒸气压缩式制冷，蒸气吸收式制冷，蒸气喷射式制冷，吸附式制冷）；利用电、磁、声效应制冷的方法（基于半导体特性的热电制冷、基于磁热效应的磁制冷和基于热声效应的声制冷）；气体涡流制冷；气体膨胀制冷；绝热放气制冷；节流和等熵膨胀； 绝热去磁；He稀释； 2. 制冷的基本热力学原理；以机械能或电能为补偿的和以热能为补偿的两类制冷机的能量转换关系；热能驱动的制冷机的等价关系。 3．热泵：蒸气压缩式热泵系统，吸收式热泵系统。 要求： 1．????????? 掌握各种制冷方法的物理本质；熟练地画出蒸气压缩式制冷，蒸气吸收式制冷，蒸气喷射式制冷，以及吸附式制冷的系统图；熟悉热电制冷的基本原理及其应用场合；熟悉有回热和无回热定压压缩空气制冷机的流程及循环在T－S图上的表示；熟悉绝热放气制冷；对于涡流管制冷、绝热去磁、He稀释以及电化学制冷有所了解； 2．????????? 深刻理解性能系数COP和热力学完善度η的物理意义及其对提高制冷机性能的指导意义； 3．????????? 掌握衡量热泵性能的参数：供热系数；熟悉两类热泵系统的流程及其应用。 第三章：单级蒸气压缩式制冷循环 内容： 1．????????? 制冷剂的p－h图； 2．????????? 单级蒸气压缩式制冷的理论循环：循环过程在p－h图上的表示，循环的热力计算； 3．????????? 单级蒸气压缩式制冷的实际循环：液体过冷对循环的影响，蒸气过热对循环的影响，回热对循环的影响，热交换及压力损失对循环性能的影响，不凝性气体存在对循环性能的影响； 4．????????? 单级蒸气压缩式制冷机的性能工况：单级蒸气压缩式制冷机的性能，制冷机工况； 5．????????? 单级蒸气压缩式混合工质制冷循环：劳伦兹循环，非共沸混合工质制冷循环。 要求： 1．????????? 掌握制冷剂状态在p－h图和T－S图上的表示方法：能熟练地将蒸气压缩式制冷的各种循环画在p－h图和T－S图上，并用于分析制冷机性能； 2．????????? 掌握制冷剂流经单级蒸气压缩式制冷机各部件时其能量平衡和质量平衡关系式；熟练掌握反映制冷机性能的参数：单位质量制冷量、比功、单位体积制冷量，以及这些参数与性能系数COP的关系； 3．????????? 通过对单级蒸气压缩式实际循环的分析，熟悉各种实际因素对循环性能的影响：了解产生正效应的诸因素以及产生负效应的各种因素； 4．????????? 对于制冷机在变工况下的性能变化应有清晰的认识；熟悉工况变化与制冷机性能变化之间的定性关系； 5．????????? 了解采用劳伦兹循环的原因，以及非共沸混合工质相变时的温度滑移在