拓展知识
一、热力学基础知识
1.温度
温度是用来衡量物体冷热程度的物理量。
干球温度:通常指使用温度计所测量的空气温度。
湿球温度:由于湿纱布上的水蒸发吸收相应的汽化潜热,湿球温度计上的读数比干球温度计上的读数要小一些,此时的温度称为湿球温度。
干、湿球温度差:指湿球温度低于干球温度的差值。
露点温度:当空气湿度达到100%,干、湿球温度相同时,空气中的水汽便成为饱和状态,其中一部分水凝结成露水,此时的温度为露点温度。
冷凝温度:指制冷剂在一定压力下,由气态变成液态时的温度。
蒸发温度:指制冷剂在低压下,由液态汽化时的温度。
2.湿度
湿度用来表示空气的含湿程度,是指湿空气中实际所含水汽的重量与同温度下饱和湿空气所含水汽重量之比值。
1 m3湿空气中所含水汽的重量,称为空气的绝对湿度。
3.压力和真空度
压力:指固体、液体或气体垂直作用于物体表面上的力。
绝对压力:指实际压力值,把真空状态作为零值。
表压力:指通过压力表读出的压力值,将大气压力作为零值,在此基础上进行压力计量(较常用)。
真空度:指低于大气压力的数值(较常用)。
压力和真空度之间的关系如图1-10所示。
图1-10 压力和真空度之间的关系
4.汽化与冷凝
汽化:指物体由液态变为气态的过程。
冷凝:指气态物质经过冷却转变为液体的过程。
5.饱和温度和饱和压力
制冷剂液体和气体处于共存的状态时,液体和蒸气是可以彼此转换的,处于这种状态的制冷剂蒸气称为饱和蒸气。
饱和蒸气的温度称为饱和温度,温度降低时,蒸气将变为液体,放出液化潜热;温度升高则相反。
饱和蒸气的压力称为饱和压力,压力降低时,液体将变为蒸气,吸收汽化潜热;压力升高则相反。
6.热量和热容
热量:温度变化的大小和出入的热量成正比,这种热的量称为热量。热量传递有3种形式:传导、对流、辐射。
热容:把单位质量物体的温度升高1K所需要的热量称为热容。
7.显热与潜热
水在达到100℃以前,加热会使水的温度上升,这种能用温度计测量出的所加的热称为显热。
水在达到100℃以后,加热不能使水的温度升高,但可以使液体变成为气体,这时所加的热称为潜热。潜热分为汽化潜热、液化潜热、固化潜热、升华潜热、溶解潜热。
物体的显热与潜热关系如图1-11所示。
8.节流
在流体通路中,若通道突然缩小,液体压力便下降,如果此时产生气体,则总体积还要增大,这种变化称为节流,如图1-12所示。
图1-11 物体的显热与潜热关系
图1-12 流体的节流
9.制冷能力和制冷负荷
单位时间内所能转移的热量称为制冷能力。
汽车空调必须将来自车外的辐射、热传递和人体散发出的热量,排到大气中去,这种热量的总和称为热负荷。
二、热力学基础知识在汽车空调制冷系统中的应用
① 汽车空调压缩机将制冷剂压缩,升高制冷剂压力,使其达到饱和蒸气温度,并进入冷凝器进行降温液化。
② 在冷凝器中,冷凝器风扇将制冷剂降温,使制冷剂温度达到饱和蒸气温度以下而液化,放出大量的液化潜热,并排入大气中。
③ 制冷剂经管道和干燥器,进入膨胀阀,膨胀阀将制冷剂节流→膨胀→降压,使制冷剂达到饱和蒸气压力,并进入蒸发器进行汽化。
④ 汽化的制冷剂在蒸发器中吸收大量的汽化潜热,将蒸发器周围的空气温度降低,低温空气在鼓风机的作用下,循环流入驾驶室,以降低驾驶室的空气温度。
⑤ 同时,蒸发器外表面温度降低,当低于空气中水蒸气的饱和蒸气温度时,水蒸气液化成水排出驾驶室,使驾驶室湿度降低,从而达到除湿效果。