1、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚甲基丙烯酸甲酯,以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯,相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料,其中以聚甲基丙烯酸甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为 PMMA,俗称有机玻璃,是迄今为止合成透明材料中质地最优异,价格又比较适宜的品种。应用方面:PMMA 溶于有机溶剂,如苯酚,苯甲醚等,通过旋涂可以形成良好的薄膜,具有良好的介电性能,可以作为有机场效应管(OFET)亦称有机薄膜晶体管(OTFT)的介质层。PMMA 树脂是无毒环保的材料,可用于生产餐具,卫生洁具等,具有良好的化学稳定性、和耐候性。PMMA 树脂在破碎时不易产生尖锐的碎片,美国、日本等国家和地区
2、已在法律中作出强制性规定,中小学及幼儿园建筑用玻璃必须采用 PMMA 树脂。全国各地加快了城市建设步伐,街头标志、广告灯箱和电话亭等大量出现,其中所用材料中有相当一部分是 PMMA树脂。北京奥运工程的户外彩色建材也大量使用了绿色环保的 PMMA 树脂。中文名聚甲基丙烯酸甲酯英文名PMMA别 称有机玻璃化学式-CH2C(CH3)(COOCH3)n-分子量20000-23000CAS 登录号9011-14-7水溶性好密 度1.2外 观美观,光透过率好目录1 名称2 安全术语3 风险术语4 性能5 历史6 用途7 物性表8 工艺特性9 原料特性10 成型重点11 加工工艺12 应用13PMMA1名称
3、中文别名:2-甲基-2-丙烯酸甲酯的均聚物; 聚丙烯酸酯塑料;溶胶; 有机玻璃;有机玻璃(杜邦公司聚甲基丙烯酸甲酯的商品名);有机玻璃板材;平均分子量(GPC 法):350000 .TG(DSC)122;牙托粉PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯) 英文名称:PolymethylMethacrylate。英文别名:METHYL METHACRYLATE POLYMER; METHYL METHACRYLATE, POLYMERIZED; METHYL METHACRYLATE RESIN; METHACRYLIC ACID METHYL ESTER POLYMER; LUCITE; POLY(METH
4、YL METHACRYLATE-CO-ETHYL ACRYLATE); POLY(METHYL METHACRYLATE), ISOTACTIC2安全术语S24/25Avoid contact with skin and eyes.避免与皮肤和眼睛接触。S36 Wear suitable protective clothing.PMMA穿戴适当的防护服。S22 Do not breathe dust.切勿吸入粉尘。3风险术语R20/22 Harmful by inhalation and if swallowed.吸入及吞食有害。应用范围汽车工业(信号灯设备、仪表盘等),医药行业(储血容器等)
5、,工业应用(影碟、灯光散射器),电子产品的按键(特别是透明的)。日用消费品(饮料杯、文具等)。PMMA 溶于有机溶剂,如苯酚,苯甲醚等,通过旋涂可以形成良好的薄膜,具有良好的介电性能,可以作为有机场效应管(OFET)亦称有机薄膜晶体管(OTFT )的介质层。工艺条件干燥处理:PMMA 具有吸湿性因此加工前的干燥处理是必须的。建议干燥条件PMMA为 90、24 小时。熔化温度:240270。模具温度:3570。注射速度:中等化学和物理特性 PMMA 具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92%。PMMA 制品具有很低的双折射,特别适合制作影碟等。PMMA 具有室温蠕变特性。随着负荷
6、加大、时间增长,可导致应力开裂现象。PMMA 具有较好的抗冲击特性。由于 PMMA 表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能差等缺点,PMMA的改性相继出现。如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚,PMMA 与 PC 的共混等。超级透明 PMMA 材料主要用于手机保护屏,该产品分为有硬化涂层,没有硬化涂层两种.其特点是透光率极好,没有杂质,静电保护膜,表面硬化厚后硬度可达 5-6H 以上. 特别推荐用于硬化处理的 PMMA 材料,国内称为生板。4性能透明度优良,有突出的耐老化性;它的比重不到普通玻璃的一半,抗碎裂能力却高出几倍;它有良好的绝缘性和机械强度;对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能
7、;且又易加工;可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷PMMA砂等手工和机械加工,加热后可弯曲压模成各种亚克力制品。物理性能聚甲基丙烯酸甲酯 (Polymethylmethacrylate ,简称 PMMA,英文 Acrylic),又称做压克力或有机玻璃,在香港多称做阿加力胶,它的铸板聚合物的数均分子量一般为2.2104,相对密度为 1.191.20,折射率为 1.4821.521 ,吸湿度在 0.5%以下,玻璃化温度为 105。具有高透明度,低价格,易于机械加工等优点,是平常经常使用的玻璃替代材料。设计新颖、工艺先进、色调高雅、造型美观。.PMMA 的重量轻,密度比玻璃低:PMMA 的密
8、度大约在 1150-1190 kg/m3,是玻璃(2400-2800 kg/m3)的一半。同样大小的材料,其重量只有普通玻璃的一半,金属铝(属于轻金属)的 43%。.PMMA 的机械强度较高:有机玻璃的相对分子质量大约为 200 万,是长链的高分子化合物,而且形成分子的链很柔软,因此,有机玻璃的强度比较高,抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高 718 倍。抗拉强度为 67 千克力/ 毫米 2,耐压强度为 1214 千克力/毫米 2,耐冲击性比聚苯乙烯好;它还有不易破碎的特点。有一种经过加热和拉伸处理过的有机玻璃,其中的分子链段排列得非常有次序,使材料的韧性有显著提高,用钉子钉进这种有机玻璃,即使钉
9、子穿透了,有机玻璃上也不产生裂纹,这种有机玻璃被子弹击穿后同样不会破成碎片。因此,拉伸处理后的有机玻璃可用作防弹玻璃,也用作军用飞机上的座舱盖。.光学性能1、可见光:可见光透过率较高 :PMMA 是目前最优良的高分子透明材料,可见光透过率达到 92%,比玻璃的透光度高1。.紫外光:石英能完全透过紫外线,但价格高昂,普通玻璃只能透过 0.6%的紫外线,但PMMA 却能透过 73%。PMMA 不能滤除紫外线(UV)。紫外光会穿透 PMMA,部份制造商2在 PMMA 表面进行镀膜,以增加其滤除紫外光的效果和性质。另一方面,在照射紫外光的状况下,与聚碳酸酯相比,PMMA 具有更佳的稳定性。.红外线:P
10、MMA 允许小于 2800nm 波长的红外线通过。更长波长的 IR,小于 25,000nm时,基本上可被阻挡。存在特殊的有色 PMMA,可以让特定波长 IR 透过,同时阻挡可见光,(应用于远程控制或热感应等)。.化学性能聚甲基丙烯酸甲酯的单体是甲基丙烯酸甲酯,为无色液体,具有香味,沸点 101,密度为 0.940 克/厘米 3(25)。工业上是先用丙酮氰醇法或异丁烯催化氧化法制出甲基丙烯酸,然后酯化而得。它容易聚合,需要在 5以下存放,或加入 0.01%左右的对苯二酚阻聚剂来保存。使用前将其蒸馏,把阻聚剂分出。聚甲基丙烯酸甲酯能溶于自身单体、氯仿、乙酸、乙酸乙酯、丙酮等有机溶剂。由于它能溶于自
11、身单体中,它的本体聚合物非常透明(见本体聚合)。1 特性采用新型聚脂材料,经热曲成型或平面镶边,金属托底内置光源,极具视觉冲击力。耐侯性:面板涂覆高浓度紫外线吸收剂,金属底座喷涂进口汽车漆压克力具有高透明度,可保长久耐侯,永不褪色,使用年限长达 58 年。耐久性:产品对内置光源具有良好的保护,延长光源产品使用寿命。合理性:合理性设计,防雨防潮;开启式结构,便于维修。耐冲击性:是玻璃产品的 200 倍,几乎没有断裂的危险。透光性:高达 93%,透光极佳、光线柔和、璀璨夺目。耐燃性:难燃,离火后能继续燃烧。美观性:工艺精美,全字体呈镜面效果,底座无褶皱,无接缝,所有铆固件不外露。节能性:透光性能好
12、,相应减少光源产品,省电,降低使用成本。5历史亚克力(ACRYLIC),俗名特殊处理有机玻璃。亚克力的研究开发,距今已有一百多年的历史。1872 年丙烯酸的聚合性始被发现;1880 年甲基丙烯酸的聚合性为人知晓;1901 年丙烯聚丙酸脂的合成法研究完成;1927 年运用前述合成法尝试工业化制造;1937年甲基酸脂工业制造开发成功,由此进入规模性制造。二战期间因亚克力具有优异的强韧性及透光性,首先,被应用于飞机的挡风玻璃,坦克司机驾驶室的视野镜。1948 年世界第一只压克力浴缸的诞生,樗着压克力的应用进入了新的里程碑。6用途PMMA 具有质轻、价廉,易於成型等优点。溶于有机溶剂如苯甲醚等,可以形
13、成良好的薄膜和良好的介电性能,可以作为有机场效应管的介质层。2 它的成型方法有浇铸,射出成型,机械加工、热成型等。尤其是射出成型,可以大批量生产,制程简单,成本低。因此,它的应用日趋广泛,它广泛用于仪器仪表零件、汽车车灯、光学镜片、透明管道。有机玻璃压克力(亚克力)在建筑业中的应用在建筑方面,有机玻璃压克力(亚克力)主要应用于建筑采光体、透明屋顶、棚顶、电话亭、楼梯和房间墙壁护板等方面;卫生洁具方面有浴缸、洗脸盆、化妆台等产品。在高速公路及高等级道路照明灯罩及汽车灯具方面的应用发展也相当快。其中,建筑采光体、浴缸、街头广告灯箱和电话亭等方面的市场增长较快,今后的发展空间较大,市场前景十分广阔。
14、随着各大城市饭店、宾馆及高级住宅的兴建,中国建筑采光体发展迅速,用有机玻璃压克力(亚克力)挤出板制成的采光体,具有整体结构强度高、自重轻、透光率高、安全性能高等特殊优点,与无机玻璃采光照置相比较,具有很大的优越性。美国和日本已在法律中作出强制性规定,中小学及幼儿园建筑用玻璃必须采用有机玻璃压克力 (亚克力)。随着中国法律法规的不断完善,预计在不久的将来,中国法律也会规定中小学及幼儿园建筑玻璃也必须采用有机玻璃压克力(亚克力)。同时,中国各地加快了城市建设步伐,街头标志、广告灯箱和电话亭等大量出现,其中所用材料中有相当一部分是有机玻璃压克力材料。在卫生洁具方面,由于有机玻璃压克力浴缸具有外观豪华
15、,有深度感,容易清洗,强度高,质量轻及使用舒适等特点,得到了广泛的使用,目前国内年产有机玻璃压克力浴缸约 150 万只,年消耗 PMMA 挤出板或浇注板 5000 吨以上。随着中国建筑法规的日益完善,PMMA 必将在更多的应用领域表现出较强的竞争力。另外,特种有机玻璃,如光学有机玻璃、防射线有机玻璃及光盘级有机玻璃等在中国建筑业应用中尚属空白,有较大的发展余地。.中国有机玻璃亚克力(压克力)PMMA 生产及市场情况中国有机玻璃产品的总生产能力在日产 13 万吨,生产厂家很多,但生产规模小。.中国有机玻璃压克力生产加工能力很大,但产品结构不甚合理,只能生产普通品种产品,缺少建筑业需要的高附加值产
16、品,在品种与质量方面均不能满足市场的需求,如建筑用需求量很pmma 灯罩大的挤出板均需要大量从国外进口。中国有机玻璃压克力(亚克力)的消费量增长很快,但由于中国有机玻璃 PMMA 产品品种单调,数量较少,质量较差,远远不能满足国内市场的需求,导致进口量逐年大幅度增加。2000 年中国 PMMA 模塑料进口量达到 7.7 万吨,同时还进口 有机玻璃板材近 4000吨。从进口地区来看,广东、上海、浙江及江苏 4 省市合计进口量占全国总进口量的约 95%左右。20 世纪 80 年代,中国压克力(亚克力)有机玻璃年销售量不足 2 万吨,消费市场不以建筑业为主。进入 90 年代以来,PMMA 在建筑业中
17、的市场应用有了较大的发展,消费量增长很快,2000 年已达到 8.5 万吨,其中浇注板 2.9 万吨、挤出板 2.5 万吨、模塑料3.1 万吨(不包括挤出板用模塑料)。预计今后几年中,中国压克力有机玻璃市场发展速度年均将保持在 6%以上。预计到 2005 年,中国压克力有机玻璃的市场容量为 11 万吨,其中建筑业约占 60%70%早在本世纪 20 年代,罗门哈新公司最早发明了用 MMA 聚合成亚克力板 (压克力板)的方法,这种板材被称作“oroglas/plexiglas“。但是,这家公司没能找到比较经济的生产MMA 的工艺路线,因而亚克力板 (压克力板)当时也没能被普及作用。1931 年 I
18、CI 公司的科学家发明了生产 MMA 的丙酮氰醇法,这种方法大大降低了MMA 的成本,使亚克力板 (压克力板)得以普及化。与此同时,ICI 公司也成功地开发了亚克力板(压克力板)用于战斗机的座舱顶罩等领域,随后 ICI 公司在英国建造了世界上最大的亚克力板材厂。压克力板与有机玻璃有机玻璃源自于商品名“oroglas”,意为“organic glass”。如前所述, oroglas 其实是一如家用灯具,荧光灯罩 ,汽车尾灯,信号灯、路标.光学玻璃制品;如透镜,反射镜, 棱镜,电视机荧屏, 菲涅耳透镜,相机透光镜片.制备各种仪器仪表表盘,罩壳 ,刻度盘.制备光导纤维 .商品广告橱窗,广告招牌.飞机
19、座舱玻璃,飞机和汽车的防弹玻璃 .各种医用材料,军用材料,建筑用玻璃产品.7 PMMA 工程塑料化学名称叫 聚甲基丙烯酸甲酯。常见产品为 亚克力 亚加力 (都是英文 acrylic 的中文叫法),翻译过来其实就是有机玻璃!化学名为聚甲基丙烯酸甲酯。由于 PMMA 抗冲击性能低、成型流动性能差等缺点,PMMA 的改性相继出现。如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚,PMMA 与 PC 的共混等。超级透明 PMMA 材料主要用于手机保护屏,该产品分为有硬化涂层, 没有硬化涂层两种.其特点是透光率极好,没有杂质 ,静电保护膜,表面硬化厚后硬度可达 4-6H 以上. 目前特别推荐用于硬化处理的 PMM
20、A 材料, 国内称为“ 生板“.PC 镜片介绍:最早用于军事和工业防护(如飞机透明仓、安全面罩等),材料具有优异的抗冲击力。90 年代后,由于科技的发展,光学级的 PC 材料得到应用,开始用于高级光学镜片。0.5CM 的 PC 材料可阻挡 20 米外的手枪射击,一般 PC 镜片用锤子也不易砸碎。目前我国 PMMA 主要消费领域为广告灯箱、标牌、灯具、浴缸、仪表、生活用品、家具等中低端市场,防射线 PMMA、光学纤维等特种 PMMA 的应用领域尚属空白。随着国内广告业、中高档家具业、建筑业、交通业、光学领域 I 吨业的迅猛发展,PMMA 的需求量将大幅度增加,产品也将逐步由低端市场向中、高端市场
21、扩展。此外,PMMA 还可用于制造液晶显示器(LCD)导光板,我国 LCD 需求的高速增长极大地拉动了 PMMA 的生产8 词条图册 更多图册词条图片(11 张)1/1参考资料1 有机玻璃(PMMA)注塑工艺参数 泓涛塑胶原料网 引用日期 2013-05-6 2 聚甲基丙烯酸甲酯主要用途 anychem 引用日期 2012-08-13 3 物性表 PMMA 论坛 引用日期 2013-03-5 4 PMMA 塑料原料特性 亚克力塑料 2011-3-18 引用日期 2012-09-28 5 PMMA 的分类以及成型重点介绍 环球塑化 引用日期 2014-08-9 6 PMMA 健祥塑胶原料 引用日
22、期 2012-12-19 7 PMMA 工程塑料资料介绍 东莞国佳塑胶网 2012-12-19 引用日期 2013-04-16 8 PMMA 塑料分析 开门化工网 引用日期 2013-05-18 车辆制冷与空调第二次作业参考答案车辆隔热壁、制冷方法与制冷剂、蒸汽压缩式制冷一简答题1. 什么是隔热壁的传热系数?它的意义是什么?答:隔热壁的传热系数指车内外空气温度相差 1时,在一小时内,通过一平方米热壁表面积所传递的热量。可以概括为单位时间、单位面积、单位温差传递的热量。它可以表示出车体隔热壁允许热量通过的能力,愈大,在同样的传热面积与车内外温差的情况下,通过的热量就愈大,隔热性能就愈差。2. 热
23、量是如何从隔热壁一侧的空气中传至另一侧空气的?答:热量从隔热壁一侧的空气中传至另一侧的空气中,其传热过程可以分为:1)表面吸热热量从一侧的空气中传至隔热壁的一侧表面;2)结构透热热量从隔热壁的一侧表面传至另一侧表面;3)表面放热热量从隔热壁另一侧表面传至另一侧的空气中。3. 如何改善隔热壁的性能?答:(1)尽可能减少热桥;(2)不同材料必须完全密贴;(3)减少漏泄;(4)选用隔热性能较好的材料。4. 蒸汽压缩制冷循环系统主要由哪些部件组成,各有何作用?答:在蒸汽压缩制冷循环系统中,蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件。蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热
24、量实现制冷。压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。实际制冷系统中,除上述四大件之外,常常有一些辅助设备,如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成,它们是为了提高运行的经济性,可靠性和安全性而设置的。5. 蒸发器内制冷剂的汽化过程是蒸发吗?蒸发与沸腾有什么区别?答:是。蒸发是汽化的一种形式,只在液体表面发生,而沸腾是汽化的又一种形式是在液体内部和表面同时发生的。
25、 液体蒸发在任何温度下都能进行,且只在液体表面进行。 液体沸腾是在一定温度下发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾时要吸热,但液体温度保持不变。6. 制冷剂在蒸汽压缩制冷循环中,热力状态是如何变化的?答:制冷剂蒸汽由蒸发器的末端进入压缩机吸气口时,压力越高温度越高,压力越低温度越低。制冷剂蒸汽在压缩机中被压缩成过热蒸汽,压力由蒸发压力 P0 升高到冷凝压力 Pk。为绝热压缩过程。外界的能量对制冷剂做功,使得制冷剂蒸汽的温度再进一步升高,压缩机排出的蒸汽温度高于冷凝温度。过热蒸汽进入冷凝器后,在压力不变的条件下,先是散发出一部分热量,使制冷剂过热蒸汽冷却成饱和蒸汽。饱和蒸汽在等温条件下,继续放出热量而冷
26、凝产生了饱和液体。饱和液体制冷剂经过节流元件,由冷凝压力 Pk 降至蒸发压力 P0,温度由 tk降至 t0。为绝热膨胀过程。 以液体为主的制冷剂,流入蒸发器不断汽化,全部汽化变时,又重新流回到压缩机的吸气口,再次被压缩机吸入、压缩、排出,进入下一次循环。7. 制冷剂在通过节流元件时压力降低,温度也大幅下降,可以认为节流过程近似为绝热过程(即与外界没有热量交换),那么制冷剂降温时的热量传给了谁?用于干什么?答:这个过程中热量传给了自身,使部分制冷剂液体汽化成蒸汽。8. 单级蒸汽压缩式制冷理论循环有哪些假设条件?答:理论循环假定: 假设进入压缩机的为饱和蒸汽,进入节流阀的为饱和液体; 假设压缩过程
27、是等熵过程,节流过程是等焓过程; 假设蒸发与冷凝过程无传热温差; 假设除两大换热器外,系统与外界无热交换; 假设制冷剂无流阻损失。9. 什么叫液体过冷?液体过冷对循环各性能参数有何影响?、答:过冷液体:当冷凝剂在冷凝器中被冷凝成液体后,如果液体继续向外放热,制冷剂的温度就会低于饱和温度(对应于冷凝压力的冷凝温度),低于饱和温度的制冷剂液体称为过冷液体。液体过冷对循环各性能参数的影响: 使单位制冷量增大; 使单位容积制冷量增大; 单位功保持不变; 使制冷系数增大。总之,制冷剂液体的过冷有利于制冷循环,可提高制冷循环经济性。10. 试写出制冷剂 R11、R115、R32 和 R12、Rl2B1 的
28、化学式。答:R11: CFCL3 R115: C2F5CL (注意区分:R1150:C 2H4)R32: CH2F2 R12: CF2Cl2Rl2B1:CF 2CLBr11. 试写出 CF3Cl、CH4、CHF3、C2H3F2Cl、H2O、CO2 的编号。答: CF3CL:R13CH4: R50CHF3:R23C2H3F2Cl: R142BH2O:R718CO2:R744 12. 写出与下列制冷剂的符号规定式相对应的化学分子式(要求写出过程)(1)R22 (2)R134 答:(1)R22 符号规定式通式为 R(m-1)(n+1)x m-1=2 n+1=2 x=2所以 m=1 n=1 x=2符号
29、规定式通式为:C mHnFxCIy y=2m+2-n-x=2+2-1-2=1 所以 R22 的符号规定式为 CHCIF2 (2)R134 符号规定式通式为 R(m-1)(n+1)x m-1=1 n+1=3 x=4所以 m=2 n=2 x=4 符号规定式通式为:C mHnFxCIy y=2m+2-n-x=4+2-2-4=0 所以 R134 的符号规定式为 C2H2F413. 单级蒸汽压缩式制冷实际循环与理论循环有何区别?答:单级蒸汽压缩式制冷实际循环与理论循环的区别:在实际循环中存在:(1)制冷剂在流动过程中会产生阻力压降;(2)蒸发器出口蒸汽过热(3)冷凝器出口液体过冷;(4)压缩机压缩空气的
30、过程不等熵。与理论循环相比,实际循环单位实际压缩功增大,而压缩机实际输气量减小。14. 什么叫有效过热?什么叫有害过热?有效过热对哪些制冷剂有利,对哪些制冷剂不利?答:有效过热:即吸入蒸汽的过热量全部来自冷藏货物间内的吸热。如果吸入蒸汽的过热发生在蒸发器本身的后部,或者发生在安装于被冷却室内的吸气管道上,或者发生在二者皆有的情况下,那么因过热而吸收的热量来自被冷却空间,如吸入蒸汽的过热热全部来自冷藏货物间或客车室内的西热,因而产生了有用的制冷效果。这种过热称之为“有效”过热。有效过热对 R502 R600a R290 R134a 等制冷剂有利,而对 R22 和 Nh3 等制冷剂不利。有害过热:
31、吸入蒸汽的过热全部来自冷藏货物间外。由蒸发器出来的低温制冷剂蒸汽,在通过吸入管道进入压缩机前,从周围环境中(如冷藏货物间之外)吸取热量而过热,制冷剂所增加的吸热量 q0r 并没有对冷却对象产生任何制冷效应,即没有提高制冷装置的有效制冷量,习惯上称这种过热为“无效”过热。在这种吸气过热时,过热度越大,制冷系数和单位容积制冷量降低越多,冷凝器的热负荷也增加越多,故称之为有害过热。蒸发温度越低,有害过热越大。15. 什么是回热循环?它对制冷循环有何影响?答:回热循环就是让蒸发器出来的制冷剂蒸汽和高温制冷剂液体在热交换器中进行热交换,使液体过冷,气体过热的循环。回热循环对制冷循环的影响:(1)可以保证
32、制冷装置的压缩机运转安全;(2)可以减小节流热损失。16. 蒸汽有害过热对循环各性能参数有何影响?减小蒸汽有害过热的措施是什么?答:蒸汽过热对循环各性能参数的影响:单位质量制冷量 q0 不变;单位理论功增大;制冷系数减小;单位容积制冷量减小;冷凝器的热负荷增加。减小蒸汽有害过热的措施:吸气管路用隔热材料包扎起来。17. 什么叫过冷度?什么叫过热度?答:过冷度:饱和温度与过冷液体的温度之差称为过冷度。过热度:过热蒸汽的温度与饱和蒸汽的温度之差称为过热度。18. 蒸汽压缩制冷用制冷剂是如何分类的?答:按化学结构分有:无机化合物(如 R717 等);碳氢化合物(R600a、 R290 等)。氟里昂(
33、R22 、R134a 等); 多元混合溶液(非共沸溶液有 R407C 等,共沸溶液有R502 等);按蒸发温度和冷凝压力分有:高温低压制冷剂; 中温中压制冷剂;低温高压制冷剂。按可然性和毒性分,分不可然、可然、易燃、低毒、高毒等组合类别。19. 何为 CFC 类物质?为何要限制和禁用 CFC 类物质?答:CFC 类物质就是不含氢的氟里昂。CFC 物质对大气忠的臭氧和地球高空的臭氧层有严重的破坏作用,会导致地球表面的紫外线辐射强度增加,破坏人体免疫系统。还会导致大气温度升高,加剧温室效应。因此,减少和禁用 CFC类物质的使用和生产,已经成为国际社会环保的紧迫任务。20. 冷凝温度变化和蒸发温度变
34、化分别对蒸汽压缩式制冷系统有何影响?答:当蒸温度一定时,随着冷凝温度的升高,则节流损失增大,制冷量减少,而轴功率增大,制冷系数降低;冷凝温度下降,则节流损失减小,制冷量增加,功耗减少,制冷系数提高。当冷凝温度一定时,随着蒸发温度的下降,压缩机制冷量减少,而轴功率与制冷系数视情况而变。也减少。冷凝温度不变时,制冷机在不同蒸发温度下轴功率是变化的,而且与未变化前的蒸发温度有关。当 te 由室温逐渐下降时,制冷机的轴功率逐渐增大,t e 下降到一定值时,轴功率会达到最大值。如果蒸发温度 te 继续下降,轴功率逐渐减小。二. 画图及说明画出制冷系统的基本原理图及单级蒸汽压缩式制冷循环的理论循环压焓图和
35、 T-S,并说明其循环过程。答:制冷系统的基本原理图间图 1。压缩机的可逆绝热过程是等熵过程,节流过程常可看作为等焓过程,则循环可用如下 P-H 和 -S 图表示。图 2 为单级蒸汽压缩式制冷循环的理论循环压焓图和 T-S。 冷 凝 器蒸 发 器节 流 阀 压 缩 机图 1 图 2 画出蒸汽压缩制冷回热循环的 P-H 图和 图。解:单级蒸汽压缩制冷回热循环的 P-H 图 和 -S 图如下图所示:三. 计算题假定循环为单级压缩蒸汽制冷的理论循环,蒸发温度 t0=15,冷凝温度为 30,工质为 R12,试对该循环进行热力计算。(根据 R12 的热力性质图表,查出有关状态参数值:h1=345.8 k
36、J/kg v1=0.09145 m3/kg h3=h4=228.6 kJ/kg h2=375.1 kJ/kg t2=57)解:该循环的压焓图如下所示: 1 单位质量制冷量 q 0=h1h 5=345.8-228.6=117.2 kJ/kg 2 单位容积制冷量 q V= q0/ v1=117.2/0.09145=1281.6 kJ/M34 单位理论功 w0=h2h1=375.1-345.8=29.3 kJ/kg 5 制冷系数 = q0/ w0=117.2/29.3=4.0 6 冷凝器单位热负荷 qk=h2h 3=375.1-228.6=146.5 kJ/kg 有一氨压缩制冷机组,制冷能力 Q0
37、为 4.0104KJh-1,在下列条件工作:蒸发温度为-25,进入压缩机的是干饱和蒸汽,冷凝温度为 20,冷凝过冷5。试计算:(1)单位重量制冷剂的制冷能力;(2)每小时制冷剂循环量;(3)冷凝器中制冷剂放出热量;(4)压缩机的理论功率;(5)理论制冷系数。解:查表得到制冷剂氨在-25时的 P0=1.51585105 pa,20时的压力为Pc=0.85737 Mpa,15时的压力为 0.728785 Mpa。首先在 PH 图(或 TS 图)上按照已知条件定出各状态点。查得 H1=1430KJkg-1H2=1680KJkg-1冷凝出来的过冷液体(过冷度为 5)状态 3 的决定:假设压力对液体的焓
38、值几乎没有影响,从状态 3 沿着饱和液体线向下过冷 5,找到 3 ,用此点的焓值近似代替 3 的焓值,由于过冷度是有限的,实际上 3 和 3 很接近,不会造成太大的偏差。3 4 仍为等焓膨胀过程,H3=H4=270kJkg-1制冷能力 q0=H1-H4=1430-270=1160KJkg-1制冷剂循环量 1405.361hkgQG冷凝过程即 23 ,放出热量 Q=( H3-H2) G=34.5(270-1690)=-48645KJh-1压缩机功率 kWHGN40.2360)18(5.4360)(12 制冷系数 .7124.有人设计了一套装置用来降低室温。所用工质为水,工质喷入蒸发器内部分汽化,
39、其余变为 5的冷水,被送到使用地点,吸热升温后以 13的温度回到蒸发器,蒸发器中所形成的干度为 98%的蒸汽被离心式压气机送往冷凝器中,在 32的温度下凝结为水。为使此设备每分钟制成 750kg 的冷水,求1) 蒸发器和冷凝器中的压力;2) 制冷量(kJ/h);3) 冷水循环所需的补充量;4) 每分钟进入压气机的蒸汽体积。解:(1) 从饱和水和饱和蒸汽表查得:蒸发器内 5水的饱和蒸汽压p1=0.00872105Pa,冷凝器的温度为 32水的饱和压力 p2=0.0468105Pa (2) 本装置依靠 5的冷水从室内吸热,从而升温至 13来降低室温,故本装置的制冷量为 Q0=G2(H 5H 6)=
40、G 2CP(T 5T 6)=7504.184(135)=25104(kJ/min)=1506240kJ/h(3) 对蒸发器作质量衡算G1=G3G 2 (1)对蒸发器再作能量衡算G1H5=G3H1G 2H6 (2)联立方程(1)和(2)求得 G3,即为冷水循环所需的补充量G3= 56170()从饱和水和饱和蒸汽表查得H1(t=5 , x=0.98)=2460kJ/kg,H 5(t=13 的饱和水)=54. (kJ/kg)因此GB= =10.48(kg/min )251046.(4) 从饱和水和饱和蒸汽表查得:5时的饱和蒸汽比容g=147.12m3/kg;5时饱和水的比容 f=0.001m3/kg,则干度为 0.98 的蒸汽比容=gx f( 1x)=147.120.98 0.001(10.98 )=144.18 (m 3/kg)最后得到每分钟进入压气机的蒸汽体积为