制冷人的基本功:熱力學(xué)參數(shù)
發(fā)布時(shí)間:2022-11-12 14:39:59   文章欄目:文化傳承   瀏覽次數(shù):1477

制冷人的基本功:熱力學(xué)參數(shù)

工質(zhì)不斷地進(jìn)行著熱力狀態(tài)變化。描述工質(zhì)所處熱力狀態(tài)的物理量稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù),簡(jiǎn)稱狀態(tài)參數(shù)。一定的狀態(tài),其狀態(tài)參數(shù)有確定的數(shù)值。工質(zhì)狀態(tài)變化時(shí),初、終狀態(tài)參數(shù)之間的差值,僅與初、終狀態(tài)有關(guān),而與狀態(tài)變化的過程無關(guān)。

制冷技術(shù)中常見的狀態(tài)參數(shù)有:溫度、壓力、比容、內(nèi)能、焓與熵等。這些參數(shù)對(duì)于進(jìn)行制冷循環(huán)的分析和熱力計(jì)算,都是非常重要的。

一、溫度:溫度是描述熱力系統(tǒng)冷熱狀態(tài)的物理量,是標(biāo)志物體冷熱程度的參數(shù)。

  物體的溫度可采用測(cè)溫儀表來測(cè)定。為了使溫度的測(cè)量準(zhǔn)確一致,就要有一個(gè)衡量溫度的標(biāo)尺,簡(jiǎn)稱溫標(biāo),工程上常用的溫標(biāo)有:攝氏溫標(biāo):又叫國際百度溫標(biāo),常用符號(hào)t表示,單位為。

  絕對(duì)溫標(biāo):常用符號(hào)T表示,單位為開爾文(代號(hào)為K)。

  絕對(duì)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)僅是起點(diǎn)不同而已(t=0℃時(shí),T=273.16K),它們每度的溫度間隔確是一致的。在工程上其關(guān)系可表示為:T=273+tK

二、壓力:壓力是單位面積上所承受的垂直作用力,常用符號(hào)P表示。

  壓力可用壓力表來測(cè)定。在國際單位制中,壓力單位為帕斯卡(Pa),實(shí)際應(yīng)用時(shí)

  也可用兆帕斯卡(MPa)或巴(bar)表示,1MPa=106Pa1bar=105 Pa

  壓力的標(biāo)記有絕對(duì)壓力、表壓力和真空度三種情況。絕對(duì)壓力是指容器中氣體的實(shí)際壓力,用符號(hào)P表示;表壓力(PB)是指壓力表(或真空表)所指示的壓力;而當(dāng)氣體的絕對(duì)壓力比大氣壓力(B)還低時(shí),容器內(nèi)的絕對(duì)壓力比大氣壓力低的數(shù)值,稱為真空度(PK)。三者之間的關(guān)系是:P=PB+BP=B-PK

作為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)應(yīng)該是絕對(duì)壓力,而不是表壓力或真空度。

三、比容:比容是指單位質(zhì)量工質(zhì)所占有的容積,用符號(hào)υ表示。

  比容是說明工質(zhì)分子之間密集程度的一個(gè)物理量。比容的倒數(shù)為工質(zhì)的密度,即單位容積工質(zhì)所具有的質(zhì)量,用符號(hào)ρ表示。比容和密度之間互為倒數(shù)關(guān)系。

四、內(nèi)能:內(nèi)能是工質(zhì)內(nèi)部所具有的分子動(dòng)能和分子位能的總和,用符號(hào)u表示。

  分子動(dòng)能包括分子的直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子內(nèi)部振動(dòng)能三項(xiàng),其大小

  與氣體的溫度有關(guān)。而分子位能的大小與分子間的距離有關(guān),亦即與工質(zhì)的比容有關(guān)。

  既然氣體的內(nèi)動(dòng)能決定于氣體的溫度、內(nèi)位能決定于氣體的比容,所以氣體的內(nèi)能是其溫度和比容的函數(shù)。也就是說內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。

五、焓:焓是一個(gè)復(fù)合的熱力狀態(tài)參數(shù),表征系統(tǒng)中所有的總能量,它是內(nèi)能與壓力之和。對(duì)1kg工質(zhì)而言,可表示為:

h=u+kJ/kg)或(kcal/kg

式中:h焓或稱比焓(kJ/kgkcal/kg): υ— 比容(m3/kg

內(nèi)能(kJ/kgkcal/kg): p絕對(duì)壓力(N/m2[wqp1] [wqp2] Pa

在工程單位制中,壓力單位常用工程氣壓、物理大氣壓和毫米水柱等單位。

  由于內(nèi)能和壓力位能都是溫度的參數(shù),所以焓也是狀態(tài)參數(shù)。確切地說,焓是一定質(zhì)量的流體,從某一初始狀態(tài)變?yōu)槿我粺崃顟B(tài)所加入的總熱量。

六、熵:熵是一個(gè)導(dǎo)出的熱力狀態(tài)參數(shù),熵的中文意義是熱量被溫度除所得的商,熵的外文原名意義是轉(zhuǎn)變,指熱量可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭,它表征工質(zhì)狀態(tài)變化時(shí),與外界熱交換的程度。熵是通過其他可以直接測(cè)量的數(shù)量間接計(jì)算出來的。