1、第八章第一节:传感检测系统的组成1、在传感检测系统中,常用的显示方式有模拟显示、数字显示和_显示三种。(200622)2、检测系统中,模拟式显示在读数时易引起_误差。 (200714)3、数字信号可以用 编码表示。 (200924)4、传感器的中间转换电路将输出信号转换成易于测量和处理的 信号。(200822)5、简述传感检测系统的组成及各个环节的功能。 (1430)第二节:电桥1、要使直流电桥平衡,必须使电桥相对臂电阻值的_相等。 (200216)2、设有一直流电桥,其四个臂的受感电阻为 R1、R 2、R 3、R 4 ,在正确使用情况下,当被测物理量发生变化时,R 1、R 2增大,而 R3、
2、R 4 减小。那么在电桥中与 R1 相邻的电阻为_。 (200516)3、交流电桥各桥臂的复阻抗分别为 Z1,Z2,Z3,Z4,个阻抗的相位角分别为 1 2 3 4 ,若电桥平衡条件为 Z1 /,Z2 = Z3 / Z4 ,那么相位平衡条件应为 _。 (200124)4、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器,为使其灵敏度高、非线性误差小,两个桥臂_(200105)A、都应当用大电阻值工作应变片 B、都应当用两个工作应变片串联C、应当分别用应变片变化相反的工作应变片 D、应当分别用应变片变化相同的工作应变片5、下图给出了一种测温电路,其中 R1 =2 R0 (1+0.01t)(k)为感温热电阻,R
3、B为可调电阻,U 为工作电压。 (图中 G 为检流计)(1)基于该测温电路的工作机理,请给出调节电阻 R B 随温暖变化的关系。(2)若测温范围为 2040 , R 0 =10k ,试计算 R B 的变化范围。 (200533)6、图示为热电阻电桥式测温电路,测温范围是 0-100,其中:Rt=10(1+0.04t)k 为感温热电阻,Rs 为常值电阻,R 0 =10 k ,E=6V 为工作电压,M、N 两点间的电位差为输出电压。问(1)如果 0时的电路输出电压为 1V,常值电阻 Rs 应取多少?(2)计算该测温电路在测温范围 0100 的平均灵敏度。 (200635)7、下图给出了一种测温范围
4、为 0100的测温电路,其中 Rt10(10.005t)k 为感温热电阻,R010k,工作电压 E=10V,M,N 两点的电位差为输出电压。计算该测温电路的平均灵敏度。 (200432)8、一种测温电路的测量范围为 0200 ,其电路如图所示,图中 R t =10 (1+0.005t)k 为感温热电阻:R 0 =10 k , 工作电压 E=10V,M、N 两点的电位差为输出电压UMN(1)写出 U MN的数学表达式(2)求 0 到 100时测量电路的灵敏度。 (200732)9、以直流电桥为例,用公式说明电桥的灵敏度和非线性误差是如何定义的。 (1328)10、有一电阻应变片,灵敏度系数 K=
5、2,电阻 R=120 。设其工作时应变为 1000 。求(1)应变片的电阻应变量 ;R(2)采用应变仪电桥,若 Ui=6V,计算 Uo的值。 (1134)11、有一单臂直流电桥,U 0= ,线性化后的输出电压 ,求:)2/1(4sU4/soU(1)电桥的非线性误差 ;f(2)输出电压灵敏度。 (1432)12、差动型电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中,试问:电桥需接入何种激励电压?该电桥的输出电压是何波形?(1829)第三节:调制与解调1、采用直流放大器对微弱的、变化缓慢的信号进行放大时,影响测量精度的主要原因是_(200402)A、零点漂移 B、信号微弱 C 、放大倍数不
6、足 D、噪声干扰2、什么是调制、解调?(0228)第四节:滤波器1、在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差Y0.01,本次采 样为 0.315,上次采样值为 0.301,则本次采样值 Yn 应选为_(200109)A、0.301 B、0.303 C、0.308 D、0.3152、有源滤波器由运算放大器和_。 (200407)A、RC 网络组成 B、RL 网络组成 C、LC 网络组成 D、RLC 网络组成3、便于集成化的有源带通滤波器由运算放大器和_(200709)A、RC 网络组成 B、LC 网络组 C、RL 网络组成 D、RLC 网络组成4、由 RLC 串联网络组成的带通滤波器的中心
7、频率为 500HZ,带宽为 200HZ,则品质因数为_(200410)A、0.4 B、0.8 C、2.5 D、55、由 RC 网络与集成运算放大器组成的带通滤波器需要的电容元件的个数至少为 ( )(200811)A.1 B.2 C.3 D.46、滤波器的作用是什么?(0430)7、试画出 RC 低通滤波器的幅频特性图,并简述低通滤波器的作用。 (200930)8、绘制有源低通滤波器的幅频特性曲线,并分析电路特点。 (1434)9、有源滤波器与无源滤波器相比有哪些优点?(200229)(0130)10、简述利用算术平均值法进行数字滤波时的过程,并写出计算公式。 (200429)11、简述数字滤波
8、的特点和方法(0830)12、分析以下有关滤波器的问题(1)推导图示滤波器的频率特性表达式。(2)画出幅频特性示意图。(3)指出该电路具有何种滤波作用。 (200435)13、图示为带通滤波器电路,已知:f 0=500Hz,品质因数 Q=8, C=0.44uF,求电路中电阻R,R f及 R F 的大小。(运算放大器的电阻对称条件是 Rf R F=2R)(200334)14、图示电路中,已知 Rf=10K , , , .KF15KR421 FC02.1求:(1)说明该电路的作用;(2)计算其固有频率和品质因数。 (1135)15、如图所示的一个二阶低通滤波器,若其固有频率为 。等效品质因数 ,k
9、Hzf101Q图中电容值 ,试求电阻 和 的值。 (0333)FC01.fRF16、由 RC 组成的无源低通滤波器,已知 R=500 ,C=10 uF,试求:(1)截止频率 f0;(2)设输入信号 x(t)= ) ,判断其是否在该滤波器的同频带内。 (1831)2157cos(4.t17、试设计一个固有频率 为 500Hz,等效品质因数 Q为 0.9 的二阶高通滤波器。0f(0235)第五节:A/D 和 D/A 转换1、若/数转换器输出二进制数的位数为 10,最大输入信号为 2.5V,则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为_(200110)A、1.22mV B、2.44mV C、3.66mV
10、D、4.88mV2、若模/数转换器输出二进制的位数为 10,最大输入信号为 5V,则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为_。 (200611)A、1.22mV B、2.44mV C、3.66mV D、4.88mV3、采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成?(200130)4、模/数转换器的技术指标包括哪些?(0329)10、说明数/模转换器的技术指标主要有哪些?( 1229)5、对于一个 8 位 D/A 转换器,试问(1)若最小输出电压增量为 0.02V,输入代码为 01001101 时,输出电压 U0为多少伏?(2)其分辨率是多少?(200333)6、10 位电阻解码网络 D/A 转
11、换器在 Rf=3R 的条件下,试回答以下问题:(1)输出电压的表达式及分辨率。(2)当输入的数字量 D=1001000001,参考电压 UR =5V 时的输出电压 U0是多少?(200632)7、对于一个 8 位 D/A 转换器,试问:(1)若最小输出电压增量为 0.001V ,输出代码为 10110010 时,输出电压 U0为多少?(2)给出 D/A 转换器分辨率的定义,并计算该 D/A 转换器的分辨率。 (200733)8、图示为电阻网络 D/A 转换电路。(1)写出电流 i 与电压 V REF 的关系式。(2)若 V REF =10V ,输入信号 D 3D2D1D 0 =1000,试计算
12、输出电压 V 0 =?(200134)9、下图为电阻网络 D/A 转换器逻辑电路图,当 Q 1 =1 时,相应模拟开关 S 1置 1,当 Q1 =0时,开关 S1置 0,其中运算放大器为加法器。 (Q 1 S1 中的 i=0,1,2,3 )(1)写出输出电压 U0与数字量 Q 3Q2Q1Q 0 之间的关系式。(2)若参与电压 V REF =-1V ,试计算 Q3Q2Q1Q 0 =0001 和 1111 时 的 U0值。 (200535)10、已知四位 T 形电阻网络数/模转换器的原理如图所示,R F=3R ,U R=10V,试计算其最小输出电压。 (200932)11、有一八位 T 型电阻网络
13、 D/A 转换器,求:(1)若最小输出电压增量为-0.02V,输入代码为 10010011 时,输出电压为多少伏?(2)该转换器的分辨率是多少?(1333)12、某模数转换器,要求其十位二进制数能代表 05V,,设 RF=3R求:(1)参考电压 UR;(2)此二进制数最低位代表几伏, (1633)第六节:传感器与 A/D 转换器的连接通道1、在采样保持环节中,采样开关被断开的时间称为( ) (200209)A、采样时间 B、保持时间 C、采样周期 D、缓冲时间2、若采样信号频谱中的最高频率分量 fH =2000Hz,则根据采样定理,采样频率 fs 应选择为_。 (200308)A、f s200
14、0Hz B、f s2000Hz C、2000Hzf s4000Hz D、f s4000Hz3、通常在采用保持器的给出级采用缓冲器,其作用是_(200509)A、提高放大倍数 B、增加信号的输出阻抗 C、减少负载的输入阻抗 D、增加负载的输入阻抗4、T 型电阻网络 D/A 转换器中运算放大器的作用是对各支路信号作 运算,并将运算结果进行放大。 (200922)5、有多路模拟信号,采取共用信号调理电路的 ADC 系统应包括哪些部分?(200330)6、简述多路模拟开关的工作原理。 (1530)7、简述理想运算放大器的特点。 (200529)8、写出采样定理的数学表达式,并简要回答采样定理在实际应用
15、中的意义。 (200729)9、在设计计算机数据采集系统时,选择模/数转换器应考虑的主要技术指标是什么?(200830)10、CPU 控制 A/D 转换器的转换与传送的方式有哪些?(0629)第七节:细分与辨向1、为了测得比栅距 W 更少的位移量,光栅传感器要采用_技术。 (200117)2、欲将某一光栅式位移传感器的四细分电路进行改造,获行一组八个相位差相等的相位信号,起码要把_。 (200310)A、光栅副夹角增大一倍 B、光电元件个数增加一倍 C、栅距增大一倍 D、莫尔条纹亮度增强一倍3、在光栅位移传感器的辨别方向电路中,采用的信号相位差可取_(200609)A、0 B、90 C、80
16、D、360 4、在四倍细分的光栅位移传感器中,根据两路信号的相位差辨别方向时,相位差值不能是( ) 。 (200809)A.45 o B.90 o C.135 o D.180 o5、四倍细分式光栅位移传感器检测系统,当用 4 个光电元件接收莫尔条纹的移动信号时,分辨力为 0.004mm/脉冲,则光栅的栅距为( ) 。 (200911)A0.001mm B.0.004mm C.0.016mm D.0.064mm6、已知光栅式位移传感器的栅线为 50 线/mm,无细分时,其分辨率为多少?若希望其分辨率为 0.005mm,采用何种细分电路。(1233)第八节:抗干扰问题1、若测量系统无接地点时,屏蔽
17、导体应连接到信号源的_。 (200123)2、两个电路之间存在的寄生电容使一个电路的_变化影响到另一个电路。(200222)3、当一个直流电源对几个电路同时供电时,为避免几个电路之间互相干扰,应在每个电路的直流电源进线端与_之间加装退耦滤波器。 (200323)4、为了消除设备启、停时产生的电火花干扰,通常采用_吸收电路。(200621)5、将电阻 R 和电容 C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的 RC 吸收电路,其作用是_(200108)A、抑制共模噪声 B、抑制差模噪声 C、克服串扰 D、消除电火花干扰 6、封装在光电隔离耦合器内部的是_(200210)A、一个发光二极管和一个发
18、光三极管 B、一个光敏二极管和一个光敏三极管C、两个发光二极管或两个光敏三极管 D、一个发光二极管和一个光敏三极管7、相邻信号在导线上产生的噪声干扰称为_(200508)A、电火花干扰 B、串扰 C、共模噪声干扰 D、差模测量速度8、若信号通路中有用信号功率 Ps =10mV,噪声功率 PN=0.1mV,则该信号通路中的信噪比为_(200510)A、1dB B、10dB C、20dB D、100dB9、变压器隔离电路中实现信号传递的途径是_。 (200610)A、漏电耦合 B、电容耦合 C、磁能耦合 D、光电耦合10、封装在光电隔离耦合器内部的是( ) 。 (200810)A.两个发光二极管
19、B.两个光敏三极管C.一个光敏二极管和一个光敏三极管 D.一个发光二极管和一个光敏三极管11、在典型噪声干扰抑制方法中,差分放大器的作用是_(200710)A、克服串扰 B、抑制共模噪声 C、抑制差模噪声 D、消除电火花干扰12、静电屏蔽的作用在于消除静电荷对测量仪器产生的_。 (200409)A、高次谐波干扰 B、放电干扰 C、静电场干扰 D、漏电流干扰13、若有用功率信号为 Ps,噪声功率为 PN,,则信噪比 S/N 为( ).(200909)A、Ps/P N B、10lgPS/P N C、20lgPs/P N D、40lgPs/P N14、对于低频磁感应干扰,其屏蔽材料应选用( ) 。
20、(200910)A、导磁材料 B、非导磁材料 C、低电阻率材料 D、高电阻率材料15、当一个直流电源对几个电路同时供电时,为避免几个电路之间互相干扰,应在每个电路的直流电源进线端与 之间加装退耦滤波器。 (200921)16、系统中干扰与噪声的主要来源有哪些?(1329)17、什么是串扰。应如何克服串扰?(0627)18、抑制传感检测系统中的干扰的方法有哪些?(0829)第九节:微机接口1、12 位模/数转换器 ADC574 与单片机 8031 之间的接口简单,是因为 ADC574 内部含有_输出缓冲器。 (200324)2、发光二极管显示器的英文缩写为_。 (200408)A、LCD B、L
21、ED C、BCD D、CRT 3、图示各电路中,能使 LED 显示块正确显示的是_。 (200309)A、 B、 C、 D、4、简述液晶显示器(LCD)的应用特点。(200630)5、图示电路为数据转换接口的一种典型结构框图,请说明:(1)该系统名称;(2)简要说明此结构的性能特点。 (1234)6、图示电路为数据转换接口的一种典型结构框图,请说明:(1)该系统名称;(2)简要说明此结构的性能特点。 (1435)7、传感检测系统中微机接口的基本方式有哪些?(0330)第十节:线性化1、数据处理中使用的温度补偿方法有表格法和_(200720)2、数据处理中使用的温度补偿方法有公式法和_。 (20
22、0221)3、用表格法进行传感器输出线性化处理的实质是_线性补偿。 (200413)4、温度补偿中应用的数据处理方法有表格法和 。 (200821)5、已知热敏电阻式温暖传感器的温度特性如表所列,其拟合直线为 y=-2.2+6.8x ,试问:y/ x/mv0 0.0010 1.8520 3.4530 4.92(1)此拟合直线能否满足线性误差小于 5%的要求?(2)如何减小拟合函数值与校准曲线的误差?(200532)6、某位移传感器在校准时测得的数据如下表,若该传感器的线性表达式为 x=a0+a1n,试用最小二乘法( )计算 a0 和 a1。 (200232)N1i 2ii10xna(脉冲数 n
23、i 10 20 30 40 50位移值 xi(mm) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.540 6.2250 7.3718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
24、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。
25、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。 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
26、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。196. 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 P
27、k 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
28、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 的化学式。20答:R11: CFCL3 R115: C2F
29、5CL (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符号规定式通式为:C mHnFxCIy y=2m+2-
30、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)压缩机压缩空气的过程不等熵。与理论循环相比,实际循环单位实际压缩
31、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21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:吸入蒸汽的过热全部来自冷藏货物间外。由蒸发器
32、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)可以保证制冷装置的压缩机运转安全;(2)可以减小节流
33、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(R22 、R134a 等) ;多元混合溶
34、液(非共沸溶液有 R407C 等,共沸溶液有22R502 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化分别对蒸汽压缩式制冷系统有何影响
35、?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 T-S,并说明其循环过程。答:制
36、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 23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 kJ/kg v1=0.09145
37、 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: 241 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 w 0=h2h1=375.1-345.8=29.3 kJ/kg 5 制冷系数 = q 0/ w0=117.2/29.3=4.0 6 冷凝器单位热负荷 q k=h2h 3=375.1-228.6=146.5 kJ/kg 有一氨压缩制冷机组,制冷能力 Q0 为 4.0104KJ
38、h-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值几乎没有影响,从状
39、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)=-2548645KJh-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,其余变为 5的冷
40、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)=G 2CP(T
41、 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26V=G3=10.48144.18=1511(m 3/min)