制冷工程考试卷含答案详解剖析.doc

1、制冷原理考试题答案一、 填空 （每空 2 分，共 20 分） 制冷压缩机、 （ 冷凝器 ） 、节流阀和 （ 蒸发器 ） ，是制冷剂赖以循环制冷所必不可少的机械设备，构成了最基本的制冷系统。对制冷剂的热力学方面的选择要求，要求制冷剂的沸点要（ 低 ） ，临界温度要（ 高 ） ，凝固温度要（ 低 ） 。 （填高低）在蒸发压缩式制冷系统中，目前广泛采用的制冷剂有（ 氨 ） ， （ 氟利昂 ） ，和氟利昂的混合溶液等。复叠式压缩制冷循环通常是由两个或两个以上（ 制冷系统 ）组成的多元复叠制冷循环。空气压缩式制冷循环的主要热力设备有（ 空气压缩机 ） 、冷却器、 （ 吸热器 ）及膨胀器。二、 名词解释

2、（每题 4 分，共 20 分）人工制冷。人工制冷是指用认为的方法（1 分）不断地从被冷却系统（物体或空间）排热至环境介质中去（1 分） ，从而使被冷却系统达到比环境介质更低的温度（1 分） ，并在必要长的时间内维持所必要的低温的一门工程技术（1 分） 。共沸溶液类制冷剂共沸溶液类制冷剂是由两种或两种以上（1 分）互溶的单组分制冷剂（1 分）在常溫下按一定的质量或容积比相互混合（2 分）而成的制冷剂。载冷剂载冷剂是在间接冷却的制冷装置中（1 分） ，完成被冷却系统（物体或空间）的热量传递给制冷剂的中间冷却介质（2 分） ，亦称为第二制冷剂（1 分） 。热力完善度热力完善度是用来表示制冷机循环接近

3、逆卡诺循环循环的程度（2 分） 。它也是制冷循环的一个技术经济指标（2 分） 。一次节流一次节流是指向蒸发器供液的制冷剂液体直接由冷凝压力节流至蒸发压力的节流过程.三 简答 （前两题 6 分，第三题 8 分，共 20 分）对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设？ 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；（1 分） 假设压缩过程是等熵过程，节流过程是等焓过程；（2 分） 假设蒸发与冷凝过程无传热温差；（1 分） 假设除两大换热器外，系统与外界无热交换；（1 分） 假设制冷剂无流阻损失。 （1 分）液体过冷对循环各性能参数有何影响？液体过冷： 使单位制冷量增大；（1 分）

4、 使单位容积制冷量增大；（1 分） 单位功保持不变；（1 分） 使制冷系数增大。 （1 分）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。 （2 分）3.写出与下列制冷剂的符号规定式相对应的化学分子式（1）R22 （2）R134（1）R22 符号规定式通式为 R（m-1） （n+1）x （1 分）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 （1 分）y=2m+2-n-x=2+2-1-2=1 （1 分）所以 R22 的符号规定式为 CHCIF2 （1 分）（2）R134 符号规定式通式为 R（m-1） （n+1）xm-1=1 n

5、+1=3 x=4所以 m=2 n=2 x=4 （1 分）符号规定式通式为：C mHnFxCIy （1 分）y=2m+2-n-x=4+2-2-4=0 （1 分）所以 R134 的符号规定式为 C2H2F4（1 分）四、计算题 （共 20 分）假定循环为单级压缩蒸气制冷的理论循环，蒸发温度 t0=10,冷凝温度为 35，工质为 R22，循环的制冷量 Q0=55kw,试对该循环进行热力计算。（根据 R22 的热力性质表，查出处于饱和线上的有关状态参数值：h1=401.555 kJ/kg v1=0.0653 m3/kg h3=h4=243.114 kJ/kg p0=0.3543 MPapk=1.354

6、8 Mpa h2=435.2 kJ/kg t2=57）解：该循环的压焓图如下所示：（图 6 分）1 单位质量制冷量 q 0=h1h 4=401.555243.114=158.441 kJ/kg （2 分）2 单位容积制冷量 （2 分）3 制冷剂质量流量 （2 分）4 理论比功 w 0=h2h 1=435.2401.555=33.645 kJ/kg （2 分）5 压缩机消耗的理论功率 P 0=qmw0=11.68 kw（2 分）6 制冷系数 （2 分）7 冷凝器单位热负荷 q k=h2h 3=192.086 kJ/kg （2 分）六、画图及说明（共 20 分）画出制冷系统的基本原理图（7 分）及

7、单级蒸汽压缩式制冷循环的理论循环压焓图（7 分） ，并说明其循环过程（7 分） 。冷 凝 器蒸 发 器节 流 阀 压 缩 机循环过程：12 等熵压缩过程 （2 分）234 等压冷却冷凝过程 （2 分）45 等温等压汽化吸热过程（2 分）制冷原理考试题（B）答案一、 填空 （每空 2 分，共 20 分）单级蒸汽压缩制冷系统，是由 （ 制冷压缩机 ） 、冷凝器、蒸发器和（ 节流阀 ）四个基本部件组成。对制冷剂的物理化学方面的选择要求，要求制冷剂的粘度尽可能（ 小 ） ，纯度要（ 高 ） ，热化学稳定性要（ 好 ） ，高温下不易分解。目前广泛采用的载冷剂有（ 水 ） 、 （ 盐水溶液 ） 、有机化合

8、物等三大类。为了获得更低的（ 蒸发温度 ） ，有时需采用复叠制冷循环。半导体制冷属于（ 热电 ）制冷，是利用（ 热电 ）效应来实现的。二、 名词解释 （每题 4 分，共 20 分）氟利昂氟利昂是饱和碳氢化合物的卤族（氟、氯、溴）衍生物的总称。非共沸溶液类制冷剂非共沸溶液类制冷剂是由两种或两种以上（1 分）相互不形成共沸溶液（2 分）的单组分制冷剂混合（1 分）而成的制冷剂。单位制冷量单位制冷量是指制冷压缩机（1 分）每输送 1kg 制冷剂（1 分）经循环（1 分）从低温热源中制取的冷量（1 分） 。单级理论制冷循环制冷系数单级理论制冷循环制冷系数是理论制冷循环中（1 分）的单位制冷量和单位循环

9、净功（单位理论功）之比（2 分） ，即理论制冷循环的效果和代价之比（1 分） 。中间完全冷却中间完全冷却是指在中间冷却过程中（1 分）,将低压级排出的过热蒸汽（1 分）等压冷却到中间压力下的干饱和蒸汽（1 分）的冷却过程（1 分） 。三 简答 （前两题 6 分，第三题 8 分，共 20 分）吸收式制冷循环的基本组成是什么？吸收式制冷循环由发生器（1 分） 、吸收器（1 分） 、冷凝器（1 分） 、蒸发器（1 分）以及溶液泵（1 分） 、节流器（1 分）等组成。溴化锂吸收式制冷循环中，如有少量不凝性气体存在，会引起制冷量大幅度下降，其原因是什么？溴化锂吸收式制冷循环中，如有少量不凝性气体存在，会

10、引起制冷量大幅度下降，原因有两点：一是当吸收器内存在不凝性气体时，在总压力（蒸发压力）不变的情况下，制冷剂水蒸汽的分压力降低，传质推动力减小，影响了吸收器的吸收速度；（3 分）二是由于不凝性气体的存在，制冷剂水蒸气与溶液的接触面积减小，也影响了吸收速度。 （3 分）3.写出与下列制冷剂的化学分子式相对应的符号规定式（1）CCI 3F （2）CCIF 2 CCIF2 （1）CCI 3F 符号规定式通式为：C mHnFxCIy （1 分）m=1 n=0 x=1 符号规定式通式为 R（m-1） （n+1）x（1 分）m-1=0 n+1=1 x=1（1 分）所以 CCI3F 符号规定式为：R11（1

11、分）（2）CCIF 2 CCIF2符号规定式通式为：C mHnFxCIy （1 分）m=2 n=0 x=4符号规定式通式为 R（m-1） （n+1）x（1 分）m-1=1 n+1=1 x=4（1 分）所以 CCI3F 符号规定式为：R114（1 分）四、计算题 （共 18 分）假定循环为单级压缩蒸气制冷的理论循环，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 m3/kg h3=h4=228.6 kJ/kg h2=375.1 kJ/kg t2=57）解：该循环

12、的压焓图如下所示：（图 6 分）1 单位质量制冷量 q 0=h1h 5=345.8-228.6=117.2 kJ/kg （2 分）2 单位容积制冷量 q V= q0/ v1=117.2/0.09145=1281.6 kJ/M3（2 分）4 单位理论功 w 0=h2h1=371.5-345.8=25.7 kJ/kg （2 分）5 制冷系数 = q 0/ w0=117.2/25.7=4.56 （2 分）6 冷凝器单位热负荷 q k=h2h 3=371.5-228.6=142.9 kJ/kg （2 分）六、画图及说明（共 22 分）画出制冷系统的基本原理图（4 分）及单级蒸汽压缩式制冷循环的理论循环

13、压焓图（4 分） ，并说明其循环过程。 冷 凝 器蒸 发 器节 流 阀 压 缩 机循环过程：12 蒸汽过热过程 （2 分）234 实际熵增压缩过程 （2 分）24 理论等熵压缩过程 （2 分）45 等压等温吸热过程 （2 分）356 等压冷却冷凝过程 （2 分）67 过冷过程 （2 分）78 等温等压汽化吸热过程（2 分）制冷压缩机考试试题答案一、填空(每空 1 分，计 25 分 )：1压缩式制冷机、吸收式制冷机、蒸汽喷射式制冷机 2 1015% 3簧片阀 4顶部、环部、裙部 5 4.5 米/秒6摩擦环式轴封 7矩形 8汽体流动损失、泄漏损失9控制主轴转速的不均匀性波动 10旋转惯性力11泄漏

14、损失、吸汽压力损失、预热损失 12 “” 13 10100% 14压缩、排汽过程吸汽过程 15 0.5150.741二、判断题(每题 1 分，计 10 分，正确画，错误画) ：1 （）2 （）3 （）4 （）5 （）6 （） 7 （） 8 （） 9 （）10 （）三、选择题(每题 2 分，计 16 分) ：1 （ A ）2 （ A ）3 （ A ）4 （ D ）5 （ C ）6 （ C ）7 （ D ）8 （ C ）四、简答题(每题 7 分，计 35 分) ：1活塞式压缩机的排气温度过高会造成什么危害？如何降低排气温度？危害：(1)使压缩机的容积效率降低和功耗增加。(2)因过热使润滑油的粘度降

15、低，导致轴承、汽缸和活塞环产生不应有的磨损，甚至引进烧坏轴瓦、轴颈和拉伤汽缸壁的严重事故。(3)促使制冷剂和润滑油在与金属等物质接触下分解，生成积碳和酸类等。(4)排汽过热会导致活塞的过分膨胀而卡死的汽缸内，以及封闭式压缩机的内置电机烧毁。(5)排汽温度过高也会影响压缩机的寿命，因为化学反应的速度随温度的升高而加剧。方法：要降低制冷压缩机的排汽温度，必须从吸汽终了时的温度、压力比，相对压力损失，以及多变压缩指数等几个方面来考虑。(1)对单级压缩机，要限制其压力比，超过规定值时，应采取双级压缩中间冷却的办法降低每一级的压力比，同时在运行中要制止冷凝压力过高，蒸发压力过低等故障。(2)设计者要尽量

16、降低压缩机吸、排汽阻力损失，以缩小实际压力比。(3)加强对压缩机的冷却，减少吸入制冷剂的过热( 以降低吸汽终了制冷剂的温度和多变压缩指数)。(4)采用混合制冷剂也可使排汽温度显著降低。(危害 4 分，对四项满分，方法 3 分，对三项满分)2对活塞式压缩机的汽阀有何要求？汽阀对压缩机的性能有很大的影响，它应具有足够的通道截面、合理的结构形式以及弹力适当的汽阀弹簧；使汽阀开启时的阻力要小；工作可靠，启闭及时，寿命长；汽阀关闭严密；汽阀的余隙容积要小；便于实现顶开吸汽阀调节排汽量；制造、安装、调试方便。(每项 1 分)3压缩机的理想工作过程应具备哪些条件？(1)压缩机没有余隙容积，即压缩机的理论输汽

17、量与汽缸容积相等，也就是说曲轴旋转一周吸入的汽体容积等于汽缸的工作容积；(1.5 分)(2)吸汽与排汽过程中没有压力损失；(1 分)(3)吸 、 排 汽 过 程 中 无 热 量 传 递 ， 即 汽 体 与 机 件 间 无 热 交 换 ， 压 缩 过 程 为 绝 热 压 缩 ； (1.5 分 )(4)无漏汽损失，机体内高、低压汽体之间不发生窜漏；(1.5 分)(5)无摩擦损失，即运动机件在工作中没有摩擦因而不消耗摩擦功。(1.5 分)4与活塞式制冷压缩机比较，螺杆式制冷压缩机有哪些特点？(1)由于螺杆式压缩机的转速通常在 3000r/min 以上，又具有重量轻，体积小，占地面积小等优点，因而提高

18、了经济指标。(1 分)(2)振动小，由于没有往复惯性力，动力平衡性能好，故对基础的要求可低些。(1 分)(3)结构简单，没有阀片、活塞等易损件，所以运转周期长，维修简单，使用可靠。(1 分)(4)对液击的耐受性高，由于结构上的特点，压缩机对湿行程和液击不敏感。(1 分)(5)运转时噪音较大，由于制冷剂汽体周期性地通过吸、排汽孔口，以及通过缝隙的泄漏等原因带来的影响。(1.5 分)(6)辅助设备庞大：由于压缩机采用喷油冷却方式，需要大量的油，因而需要增设体积较大的油分离器等设备，故使整个机组的体积和质量加大。(1.5 分)5螺杆式制冷机组的辅助设备有哪些？油分离器和油箱；油冷却器；二次油分离器；

19、油过滤器；油泵及油压调节阀；油加热器；吸汽过滤器和止回阀。 （每项 1 分）五、计算题(计 14 分)：1某压缩机的相对余隙容积为 5%，压力比为 5，多方膨胀指数为 1.25，试求其容积系数。(6 分)解： =5% =5 m=1.25 (1 分)869.01%5125.mv(公式：3 分，结果：2 分)2某压缩机的活塞组件的质量为 15kg，连杆质量为 35kg，曲轴简化至曲柄销处的质量为20kg，试计算其总的往复质量和旋转质量。(8 分)解：m p=15kg mc=35kg ms=20kg (1 分)设：m c2=65%mc=65%35=22.75kg (2 分) 则：m c1=mc-mc

20、2=35-22.75=12.25kg (1 分)由计算得：往复质量：m j=mp+mc1=15+12.25=27.25kg (2 分)旋转质量：m r=ms+mc2=20+22.75=42.75kg (2 分)制冷压缩机考试试题答案一、填空(每空 1 分，计 25 分 )：1低温热源 2容积型压缩机、速度型压缩机 3吸汽状态4导向、承受侧向力 5膨胀过程 6节流、阻(堵塞) 7叶轮8喘振工况、堵塞工况 9汽环、油环 10回转运动11阻力损失要小 12 45 13曲柄轴14飞溅润滑、压力润滑 15梳齿密封 16 0.971 17排汽阀 18进汽节流调节 19顶开吸汽阀片、附加余隙容积二、判断题(

21、每题 1 分，计 10 分，正确画，错误画) ：1 （）2 （）3 （）4 （）5 （）6 （）7 （）8 （） 9 （） 10 （） 三、选择题(每题 2 分，计 16 分) ：1 （D） 2 （A） 3 （D） 4 （C） 5 （D ） 6 （C ） 7 （B） 8 （A）四、简答题(每题 7 分，计 35 分) ：1螺杆式压缩机的重要结构参数有哪些？转子齿形(1 分)；螺杆的齿数和扭角(2 分) ；螺杆的转速与圆周速度(2 分)；螺杆的公称直径、长度和长径比。(2 分)2活塞式压缩机的润滑系统的主要作用是什么？(1)使润滑油在作相对运动的零件表面形成一层油膜，从而降低压缩机的摩擦功和摩擦

22、热，从而减少压倒优势的磨损量，提高压缩机的机械效率，运转的可靠性和耐久性。(2 分)(2)润滑油带走摩擦热量，使摩擦表面的温度保持在允许的范围内；(1 分)(3)由于有润滑油的存在于活塞与汽缸镜面的间隙及轴封中，密封效果提高。从而提高压缩机的效率和阻止制冷剂蒸汽的泄漏；(1 分)(4)使润滑油不断地冲刷金属摩擦表面事带走磨屑，便于使用滤清器将磨屑清除；(1 分)(5)它所建立的油压可作为控制顶开吸汽阀机构的液压动力。( 2 分)3二次进气螺杆式制冷压缩机有何特点？答：制冷量增大；与单级螺杆比较，节省能量；占地面积小；卸载运行时也比节单级螺杆省能量；可靠性高；操作方便；加工简单。(每项 1 分)

23、4活塞式制冷压缩机有哪些优、缺点？优点(1)能适应较广的工况范围和制冷量的要求；(2)热效率较高，单位电耗相对较少；(3)对材料无很高要求，多用普通钢材和铸铁，零件的加工工艺相对来说比较简单，因而造价较低廉；缺点(1)因受到活塞往复运动地惯性力的影响，转速受到限制，不能过高，因此单机输汽量大时，机器显得笨重；(2)结构复杂，易损件多，维修工作量大；(3)因受到各种力、力矩的作用，运转时有振动；(4)排汽不连续，导致汽压有波动。(优、缺点每项各 1 分)5活塞式压缩机在装配时有哪些注意事项？(1)形状相似但规格有差别的零件一定要仔细分清，还能搞错。(2)各摩擦表面在装配之前抹( 或浇)上干净的冷

24、冻油。(3)定位要正确。(4)防松装置要严格，某些限位垫圈的有关部位要砸成一定角度等。(5)对石棉垫(或铝垫、紫铜垫)有的地方要注意厚薄；还应注意垫上的孔的有无位置不要搞错，以免把该通的孔挡成不通的孔或引起串漏等。(6)该热装的不能冷装。(7)装缸盖时，一定要使所有的假盖弹簧全部装进缸盖相应的座孔里，不可支在孔外。(8)所有螺栓、螺母，在上紧时要注意对称均匀分几次进行，以免造成零件的变形及损坏。(9)尽量使用专用工具。(10)尽量边装配边试验。(11)有些零件要注意重量偏差。(12)装配间隙是决定装配质量的关键，间隙过大或过小都将使机器还能正常工作。(答对 10 项得满分 7 分)五、计算题(

25、计 14 分)：1某压缩机的相对余隙容积为 5%，压力比为 5，多方膨胀指数为 1.25，试求其容积系数。(6 分)解： =5% =5 m=1.25 (1 分)869.01%5125.mv(公式：3 分，结果：2 分)2某压缩机的活塞组件的质量为 15kg，连杆质量为 35kg，曲轴简化至曲柄销处的质量为20kg，试计算其总的往复质量和旋转质量。(8 分)解：m p=15kg mc=35kg ms=20kg (1 分)设：m c2=65%mc=65%35=22.75kg (2 分) 则：m c1=mc-mc2=35-22.75=12.25kg (1 分)由计算得：往复质量：m j=mp+mc1=15+12.25=27.25kg (2 分)旋转质量：m r=ms+mc2=20+22.75=42.75kg q (2 分)