2-4 制冷剂的压焓图(lgp-h图)有什么用途?其结构是什么?
答:制冷剂的压焓图(lgp-h图)是反映制冷剂状态变化的工具图,在实际中经常用到。
1)在制冷系统中,进行制冷循环的分析和计算,需要知道制冷剂的状态参数。如温度、压力、比体积等基本物理参数是可以通过直接或间接方法测量出来,但其他的参数如内能、焓、熵,尤其是焓在使用中经常遇到,计算起来很复杂。为方便起见,使用制冷剂的压焓图来查得到制冷剂的状态变化参数。
2)压焓图是以焓(h)值作为横坐标,以绝对压力(p)为纵坐标所组成的直角坐标系。为了方便起见,便于图形的展开,避免图下部分线条过分拥挤,所以纵坐标又以对数lgp标度排列(图上标的压力值,不是压力的对数值),如图2-2所示。
图2-2 制冷剂压焓图
图中有两条较粗的曲线,左边一条是x=0的饱和液体线,右边一条是x=1的干饱和蒸气线。这两条线若向上延长将交于一点,这一点就是制冷剂的临界点。因为一般制冷循环都远离临界点,所以有的(lgp-h)图上未表示出来。
x=0与x=1两条曲线将整幅图分成3个区域:
① x=0的左边为过冷液体区。
② x=0为饱和液体。
③ x=0与x=1之间为湿饱和蒸气区。由x=0向x=1方向移动时,则干度x也相应增加,即气体成分越来越多。
④ x=1为干饱和气体。
⑤ x=1的右边为过热蒸气区。
在x=0和x=1以及两者之间,均为饱和状态。此时制冷的温度线与压力线重合,因此,在饱和状态时,制冷剂确定一个压力,便有一个并且只有一个温度与之相对应。
3)制冷系统中,蒸发器及冷凝器中的制冷剂绝大部分处于饱和状态,因此,有一个蒸气压力,便有一个蒸发温度与之对应;有一个冷凝压力,便有一个冷凝温度与之对应。
非饱和状态区域,制冷剂温度与压力的参数线是分开的,也就是说不再相对应了。
图中共有8条制冷剂参数线:
① 饱和液体线 x=0
② 干饱和蒸气线 x=1
③ 等干度线 x=c
④ 等焓线 h=c
⑤ 等压线 p=c
⑥ 等温线 t=c
⑦ 等熵线 s=c
⑧ 等比体积线 v=c
对任何状态的制冷剂,只要知道上述参数中的任何两个,就可以在lgp-h图上找出该状态点的其他参数。
若已知压缩机吸入的为绝对压力0.24MPa的干饱和蒸气,在图中查出吸气状态的其他参数值,如图2-3所示(制冷剂为氨)。图中纵坐标采用对数坐标。
图2-3 吸气状态
在图中由p=0.24MPa等压线,找与x=1干饱和蒸气线的交点1,再通过1点找出:
t1=-15℃
v1=0.51m3/kg
h1=1667kJ/kg
s1=9.0kJ/(kg·K)若压缩机的吸入压力不变,吸入蒸气温度为-10℃,用lgp-h图读出吸入蒸气的焓h2、熵s2及比体积v2的数值,并说明压缩机吸入蒸气状态。
从图2-3中,已知p=0.24MPa,吸入蒸气温度为-10℃,在压焓图上查。
先由p=0.24MPa等压线找与t2=-10℃等温线交点2,通过2点查出:
h2=1682kJ/kg
s2=9.1kJ/(kg·K)
v2=0.525m3/kg
其吸气过热为Δt过热=t2-t1=[-10-(-15)]℃=5℃