制冷剂通过毛细管后是怎样变成低于室温的温度状态的?
▍↩制冷剂通过毛细管后是怎样变成低于室温的温度状态的?
“蒸发吸热,液化放热。”想必大家在中学时候肯定听过类似的话,制冷压缩机就是利用该原理来实现降温的。
稍微理顺一下答主的问题描述:经过压缩机的加压,机械能转化为内能,冷媒(冷冻油混着制冷剂)变成高温高压;通过冷凝器的散热后,将内能转移至空气中(这就是冰箱压缩机部位发热的原因)。这个时候压缩状态的冷媒是处于高压状态,并且温度会略高于室温。接着冷媒会通过毛细管节流阀变成低压低温液体。通过膨胀阀后,冷媒中极易挥发的制冷剂会迅速挥发,过程中内能转化为分子动能,冷媒的温度会急速降低,其温度可达-10℃甚至更低。低温的冷媒进入冰箱蒸发器,在蒸发器中与冰箱内部进行换热(这步才达到冰箱制冷的作用)。详细信息如下图所示。
在冰箱里,“压缩-换热-膨胀-换热”这个热量交换过程在一个设备里面完成,拿来解释可能不太好理解。空调也是利用该原理的典型的温度搬运机,它蒸发器和冷凝器分开,能更好的来解释上图。
空调外机相当于冷凝器,属于高温区域。炎炎夏日,我们走在大街上,有些店家会把空调外机放在人行道边。当经过空调外机时,会发现它呼呼的吹着热风。这时候空调外机发生的就是将压缩高温的冷媒的温度通过风机传递至空气中。被空调外机吹过的同学,肯定难免会嫌弃它。
而在室内的感觉就完全不一样了,适宜温度的凉风吹在脸上,格外的舒服。空调挂机就相当于蒸发器,完成了将膨胀降温的低温冷媒的温度传递到室内的工作。
压缩制冷的原理在生活中应用蛮多的。例如空调、冰箱,连“肥宅快乐水”——可乐也用到了这个原理。调皮的男同学肯定都玩过这样一个游戏。使劲儿拧空矿泉水瓶,拧到拧不动了,用大拇指猛的一拨瓶盖,“砰”得一声,瓶盖能飞出去好远。
细心的同学可能在玩的时候,会发现瓶盖发射后瓶口会出现“白烟”。其实是水雾,由于瓶内压缩空气突然释放,释放过程中吸热,导致瓶口的水蒸气液化。这就是一个简单的内能转化为分子动能的小游戏,阳阳当年可没少玩。
说道压缩机制冷,阳阳想在这多一句嘴:1834年,第一台通过压缩制冷的设备问世后,人们慢慢告别需要储冰才能制冷的生活方式。但是冰箱、空调等压缩设备不断开发后,氟利昂等具有性质的易挥发卤代烃作为性能优良的制冷剂接连问世。因当科技不知卤代烃对环境的危害,滥用之后造成了现在的臭氧空洞、温室效应等全球环境问题。
“科技改变生活!”不断创新是我们科技人的追求,但是也需要告诫自己“改善生态环境,才有美好未来!”
▍▐制冷剂通过毛细管后是怎样变成低于室温的温度状态的?
要用流体力学里的伯努利方程,流体的压能,势能,动能是守恒的,流速变大了压力就会减小。
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