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制冷工质的热力状态参数有哪些?

  【中国制冷网】工质不断地进行着热力状态变化。描述工质所处热力状态的物理量称为工质的热力状态参数,简称状态参数。一定的状态,其状态参数有确定的数值。工质状态变化时,初、终状态参数之间的差值,仅与初、终状态有关,而与状态变化的过程无关。

  制冷技术中常见的状态参数有:温度、压力、比容、内能、焓与熵等。这些参数对于进行制冷循环的分析和热力计算,都是非常重要的。

  一、温度:温度是描述热力系统冷热状态的物理量,是标志物体冷热程度的参数。

  物体的温度可采用测温仪表来测定。为了使温度的测量准确一致,就要有一个衡量温度的标尺,简称温标,工程上常用的温标有:摄氏温标:又叫国际百度温标,常用符号t表示,单位为℃。

  绝对温标:常用符号T表示,单位为开尔文(代号为K)。

  绝对温标与摄氏温标仅是起点不同而已(t=0℃时,T=273.16K),它们每度的温度间隔确是一致的。在工程上其关系可表示为:

  T=273+t(K)

  二、压力:压力是单位面积上所承受的垂直作用力,常用符号P表示。

  压力可用压力表来测定。在国际单位制中,压力单位为帕斯卡(Pa),实际应用时

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

  压力的标记有绝对压力、表压力和真空度三种情况。绝对压力是指容器中气体的实际压力,用符号P表示;表压力(PB)是指压力表(或真空表)所指示的压力;而当气体的绝对压力比大气压力(B)还低时,容器内的绝对压力比大气压力低的数值,称为真空度(PK)。三者之间的关系是:P=PB+B或P=B-PK

  作为工质的状态参数应该是绝对压力,而不是表压力或真空度。

  三、比容:比容是指单位质量工质所占有的容积,用符号υ表示。

  比容是说明工质分子之间密集程度的一个物理量。比容的倒数为工质的密度,即单位容积工质所具有的质量,用符号ρ表示。比容和密度之间互为倒数关系。

  四、内能:内能是工质内部所具有的分子动能和分子位能的总和,用符号u表示。

  分子动能包括分子的直线运动动能、旋转运动动能和分子内部振动能三项,其大小

  与气体的温度有关。而分子位能的大小与分子间的距离有关,亦即与工质的比容有关。

  既然气体的内动能决定于气体的温度、内位能决定于气体的比容,所以气体的内能是其温度和比容的函数。也就是说内能是一个状态参数。

  五、焓:焓是一个复合的热力状态参数,表征系统中所有的总能量,它是内能与压力之和。对1kg工质而言,可表示为:

  h=u+Pυ (kJ/kg)或(kcal/kg)

  式中:h— 焓或称比焓(kJ/kg或kcal/kg): υ— 比容(m3/kg)

  u— 内能(kJ/kg或kcal/kg): p— 绝对压力(N/m2或[wqp1] [wqp2] Pa)

  在工程单位制中,压力单位常用工程气压、物理大气压和毫米水柱等单位。

  由于内能和压力位能都是温度的参数,所以焓也是状态参数。确切地说,焓是一定质量的流体,从某一初始状态变为任一热力状态所加入的总热量。

  六、熵:熵是一个导出的热力状态参数,熵的中文意义是热量被温度除所得的商,熵的外文原名意义是“转变”,指热量可以转变为功的程度,它表征工质状态变化时,与外界热交换的程度。熵是通过其他可以直接测量的数量间接计算出来的。

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