第一節在定壓條件下加熱或冷卻時製冷劑狀態的變化
如果我們取一公斤的液態氟利昂-12放到汽缸中,在一定的壓力P=7.58kg/cm*條件下進行加熱或冷卻時,所引起溫度和體積的變化。由於所取的液態氟利昂-12是一公斤,所以其體積可用比容v表示,這樣它的變化過程中,溫度與體積的關係。
AB說明液體的溫度上升,體積僅有極少量的增大,即比容由0.00072mVkg(A點)増大到0.00077mVkg(B點)。這時所加給的熱是屬於顯熱,液態氟利昂隻有溫度的變化,而沒有狀態(相)變化。
B表示在7.58kg/平方厘米的壓力下,溫度達到30攝氏度時,液態氟利昂-12開始蒸發。
BC表示液態氟利昂-12正在蒸發,由於蒸汽的比容比液態的比容大得多,所以在蒸發過程中,製冷劑氟利昂-12的體積顯著地增大。但溫度仍保持在3CTCOBC過程中所加給的熱就是製冷劑蒸發時吸收的蒸發潛熱,這一過程隻有狀態(相)變化,而沒有溫度的變化。
DC表示氟利昂-12的蒸汽的溫度下降。隨著溫度下降,蒸汽的體積有著明顯的減小。製冷剤蒸汽狀態保持不變,僅溫度降低,這時製冷劑氟利昂-12所放出的熱量是顯熱。
CB表示氟利昂-12蒸汽的冷凝過程。即由蒸汽狀態變為液體狀態的過程。體積顯著地減少,但溫度總保持在30攝氏度。在CB之間,製冷劑氟利昂-12所放出的熱量就是冷凝潛熱,這一過程隻有狀態(相)變化,而沒有溫度變化。
BA表示液態製冷劑氟利昂-12隨著冷卻溫度不斷下降,但體積隻有極少量的減小。在BA之間,製冷劑液體狀態保持不變,僅溫度發生變化,這時製冷劑氟利昂-12所放出的熱量是顯熱。
在BC之間製冷劑氟利昂-12吸收的熱量和在CB之間從製冷劑氟利昂-12所放出的熱量完全相等。這就說明在同一壓力下,製冷劑的蒸發潛熱和冷凝潛熱是相等的。
第二節飽和溫度和飽和壓力、臨界溫度和臨界壓力
在各種不同壓力的等壓條件下,對製冷劑進行加熱或冷卻時,我們可以得到一組曲線圖,不論在多大壓力下,隻要是在等壓條件下,製冷劑的溫度,比容曲線的形式彼此相同。由於液體比容並不因壓力的改變而有變化,所以液態製冷劑在被加熱或冷卻時的變化重疊在同一條線上,其它部分則是,壓力越高,曲線就越在上方。
一、飽和溫度和飽和壓力
BC、BC等之間同時存在著液態和汽態製冷劑。這種存在於密閉汽缸中的液體和汽體,由於受到壓力和溫度的影響,液體中的分子因吸收外界熱量不斷地運動,並有一部分分子飛出液麵進入空間,而汽態分子與液麵相碰時,又有一部分回到液體中。當這種過程處於動態平衡時,蒸汽的密度不再改變,溫度和壓力也穩定不變,處於這種狀態下的製冷劑就叫“飽和蒸汽”。這時不管製冷劑的液體或蒸汽的含量成何比例,製冷劑總是處在飽和蒸汽狀態中。飽和蒸氣的溫度叫做飽和溫度。由此可知,飽和溫度是由製冷劑的壓力而定,壓力越高則飽和溫度也越高。
在壓力為7.58kg/平方厘米時,飽和溫度為30攝氏度,而壓力為9.77kg/ci時,其飽和溫度為4CTC。飽和蒸汽的壓力叫做飽和壓力。飽和溫度和飽和壓力是個變化量,當壓力和溫度改變時,上麵說的動態平衡狀態就被破壞,經過一定時間,又建立了新條件下的平衡狀態。幾種製冷劑飽和溫度和飽和壓力曲線圖。一般所說的蒸發溫度和蒸發壓。
二、臨界溫度和臨界壓力
各種氣體在一定的溫度和壓力下都可以液化。但溫度升高超過某一數值時,再增加多大的壓力也不能使氣體液化,這一溫度叫做“臨界溫度”。在這一溫度下,使氣體液化的最低的壓力叫做“臨界壓力”。各種製冷劑同祥有這樣一個臨界點,處於臨界溫度以上時,無論壓力再增加多大,也不能使製冷氣體液化,隻有在製冷蒸汽溫度降到臨界溫度以下時,才具備了液化的條件。
由於空氣臨界溫度很低,所以一般不能做製冷劑使用。幾種製冷劑的飽和製冷劑應選擇臨界溫變較高的介質。這樣,在壓力稍微溫度和飽和壓力曲線提高的情況下,就能夠在空氣或水中被冷卻液化。空氣等難以液化的氣體,在製冷上一般被稱為不冷凝氣體。
第三節製冷劑狀態的術語
低溫的液體製冷劑在加熱或冷卻過程中發生狀態變化的過程。
1、幹飽和蒸汽製冷劑全部變成蒸汽時對應的狀態,稱為幹飽和蒸汽。都處於幹飽和蒸汽狀態。
2、飽和液體製冷劑開始蒸發時的液體叫做飽和液體。它們對應的狀態就是飽和液體。
3、濕蒸汽在飽和液體與千飽和蒸汽之間的狀態叫做飽和狀態,其間液體和氣體共存時的氣體叫做濕蒸汽。