超低溫制冷以及超高溫熔煉技術(shù)
空調(diào)大家知道嗎?一個空間,如果將這個空間內(nèi)的部分空間跟外界空間隔jue,降低兩個空間的熱傳導性能,甚**隔jue熱傳導。之后使用空調(diào)制冷,就可以讓隔jue空間內(nèi)的溫度,低于外界溫度。
這其中的核心原理,看起來很復雜,好像是用什么氟利昂之類。大家知道為什么要用氟利昂之類的做制冷劑嗎?由于氟利昂化學性質(zhì)穩(wěn)定,具有不燃、無毒、介電常數(shù)低、臨界溫度高、易液化等特性,因而廣泛用作冷凍設(shè)備和空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷劑。
而其他的常規(guī)氣體就不太行了。往往難于液化,即便是高壓狀態(tài)下,也難于液化。
但是,并非采用其他氣體或者液體,就不可以制冷。只是效果沒有它好而已。
事實上,采用其他氣體同樣也可以制冷。這就要從制冷技術(shù)的核心工作原理說起了。
制冷技術(shù)的核心原理,就是分子的熱運動。特別是氣體分子。當氣體擴張時,氣體對外界做功。內(nèi)能減少。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為對外做功的機械能。溫度降低。
制冷技術(shù),就是采用了這個原理進行制冷的。
反之,當外界對氣體做功,氣體壓縮。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。氣體的溫度就會升高。
比方說,在某密閉空間內(nèi)加上一點脫脂棉,之后壓縮這個空間的空氣,之后棉花會因為空間溫度升高而自燃。
同時,液體和氣體在不同壓強下,其氣化溫度,沸點,液化溫度也是不一樣的。
例如氟利昂,當壓縮加壓時,在高壓下,其液化點升高,即使高溫,也可以液化。
但是一旦體積擴張,空間壓強變小,其氣化溫度也會隨壓強變低而變低,即使溫度不太高,也會氣化。
空調(diào)的基本原理
空調(diào)基本上可看作是不帶隔熱箱的冰箱,它利用氟里昂等制冷劑的蒸發(fā)來制冷。冰箱和空調(diào)中氟里昂的蒸發(fā)循環(huán)機制是相同的。根據(jù)韋伯斯特在線詞典,“氟里昂”一詞“統(tǒng)指作為制冷劑和氣霧推進劑的任何不可燃碳氟化合物”。
空調(diào)中的蒸發(fā)循環(huán)過程如下:
1.壓縮機壓縮吸收了室內(nèi)熱量的氟里昂氣體,使之變成高壓高溫氟里昂氣體(圖中紅色部分)。
2.高溫氣體流經(jīng)一組盤管,將熱量帶到室外散發(fā),散熱后凝結(jié)成液體。
3.液態(tài)氟里昂流過一個膨脹閥,壓力變小,體積擴張,在此過程中蒸發(fā)為低壓低溫氟里昂氣體(圖中淡藍色部分)。
4.低溫氣體流經(jīng)一組盤管,在此過程中吸收熱量,從而使室內(nèi)溫度降低。
氟里昂中混有微量用來潤滑壓縮機的油脂。
風扇將空氣吹過盤管,以此來提高盤管的室外散熱和室內(nèi)制冷能力。
上面的過程,實質(zhì)就是氣體做功的過程。
當制冷劑從膨脹閥流出時,因為入口比較大。壓強變小,液態(tài)制冷劑擴張膨脹,對外做功。成為低溫氣體,導致溫度下降,低于空間溫度。
當?shù)蜏貧怏w流過蒸發(fā)器時,接受室內(nèi)的溫度。低溫制冷劑溫度升高。逐步接近室內(nèi)的空間溫度。
之后這些氣體,進入壓縮機壓縮。接近室溫的制冷劑氣體被壓縮后,溫度進一步升高。溫度高于室內(nèi)和室外溫度,超過空間溫度。
這些高溫氣態(tài)制冷劑,經(jīng)過空間外管線,在空氣散熱的方式下,將熱量帶出了室外。逐步變回液態(tài),**終達到了,將空間內(nèi)熱量帶到空間外,對內(nèi)空間降溫制冷的目的。
事實上,這個過程中,不光有制冷的過程,也含有制熱的過程。
制冷的過程,就是經(jīng)過膨脹閥時,氣體擴張,導致溫度下降,達到了制冷的效果。
但是制熱的過程也是有的。氣體經(jīng)過壓縮機,氣體被壓縮,導致溫度升高。這就個是制熱的過程。
所以說,空調(diào)制冷,雖然**主要目的是制冷。但是,制冷和制熱是同時存在的。只不過,由于作用方向的不同。導致的效果不同而已。
如果把,空間的蒸發(fā)器和散熱器反過來裝。讓散熱器裝在空間內(nèi)。蒸發(fā)器裝在空間外。效果就不一樣了。**終的效果,是對空間內(nèi)溫度制熱的效果。導致空間內(nèi)溫度升高。
利用這一原理,我們可以進行無限制冷。
比方說,將一個無限大的空間A,分隔成相互jue緣沒有熱傳導的空間A和B。之后,進行熱量的傳導制冷。采用制冷劑,是A空間的氣體。
之后。當某個空間比如說B空間制冷到足夠冷后。繼續(xù)將B空間分割成B,C兩個相互隔jue,沒有熱傳導的空間,采用制冷劑就是B空間的氣體。對C空間,進一步制冷。
如此無限分隔空間。利用已經(jīng)降溫的空間氣體作為制冷劑,就可以無限的降溫下去。
甚**讓某個空間溫度達到極低的低溫。
當然,如果反過來的,就是無限加溫??梢宰屇硞€空間的溫度達到極大的高溫。
現(xiàn)代科學家們是怎么制造超低以及超高溫度的呢?
制造超低溫度,有兩種技術(shù)手段,先建立保溫jue熱空間,然后用液態(tài)氮做冷卻劑,這就和你們家的冰箱差不多,只不過冷卻劑不是氟利昂,134A什么的而是液態(tài)氮,壓縮機的功率也大得多,氮經(jīng)過高壓經(jīng)過高壓,在濃縮為液態(tài)時會釋放掉巨大的熱量,而減壓氣化的時候或吸收大量的熱,可以制造零下一百多度,將近二百度的低溫。如果還需要更低的溫度,就要加上另一個制冷手段——激光制冷,物體的熱能是有分子振動導致的。而激光制冷,就是用激光產(chǎn)生的波動反省抵消分子運動。
激光制冷,是用三束激光,X,Z,Y軸,用光子,限制物體原子的運動。本來這個方法是為了用來測量精準的原子光譜的。但是科學家發(fā)現(xiàn),居然可以讓物體制冷。
物體原子運動的速度通常在約每秒500米左右。長期以來,科學家一直在尋找使原子相對靜止的方法。朱棣文采用三束相互垂直的激光,從各個方面對原子進行照射,使原子陷于光子海洋中,運動不斷受到阻礙而減速。激光的這種作用被形象地稱為“光學粘膠”。在試驗中,被“粘”住的原子可以降到幾乎接近**零度的低溫。
現(xiàn)代科學家,就希望采用激光制冷技術(shù)對衛(wèi)星進行制冷。甚**制造出更加穩(wěn)定的原子鐘,以方便增加精準度。
超高溫,加熱技術(shù)。
主要是利用感應(yīng)電流渦流,坩堝加熱,電弧的超高溫加熱。以及現(xiàn)在開始研究應(yīng)用的微波加熱。甚**還有利用幾百束激光,同時攻擊某一點位,進行的超高溫的激光加熱。溫度可以比太陽還熱。你看,激光不光能制冷,還能制熱。
傳統(tǒng)的熔煉技術(shù)主要是利用高熱值的焦炭燃料,以及裂解石油氣產(chǎn)生高溫。
而輸入熔煉爐內(nèi)的高熱燃料氣體,其實是利用火焰自身的高溫,進行加熱。
**于蓄熱球,蓄熱磚技術(shù)。只是讓這些磚球的溫度,貼近于焦炭火焰自身的溫度。通過增加熱空氣的接觸面和加熱時間,使得熱空氣盡量接近火焰溫度。
熱空氣自身的溫度,是無法提高甚**超過火焰溫度的。
如果我們將制熱技術(shù),運用到高爐煉鐵的生產(chǎn)中。對已經(jīng)預熱的,跟火焰溫度很接近的熱氣進行壓縮。利用制熱原理,就可以產(chǎn)生超過火焰溫度的超高溫度。
甚**可以無限提高,之后利用這些超高溫度,就可以制造出,溫度超高的熱燃氣。這些氣體進入熔煉爐內(nèi),就可以更加方便的促進熔煉反應(yīng)的發(fā)生。以空間換效能,在不采用特殊燃料的前提下,提高熔煉溫度。達到節(jié)能降耗,提高熔煉品質(zhì)和熔煉能力的目的。
這其中的核心原理,看起來很復雜,好像是用什么氟利昂之類。大家知道為什么要用氟利昂之類的做制冷劑嗎?由于氟利昂化學性質(zhì)穩(wěn)定,具有不燃、無毒、介電常數(shù)低、臨界溫度高、易液化等特性,因而廣泛用作冷凍設(shè)備和空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷劑。
而其他的常規(guī)氣體就不太行了。往往難于液化,即便是高壓狀態(tài)下,也難于液化。
但是,并非采用其他氣體或者液體,就不可以制冷。只是效果沒有它好而已。
事實上,采用其他氣體同樣也可以制冷。這就要從制冷技術(shù)的核心工作原理說起了。
制冷技術(shù)的核心原理,就是分子的熱運動。特別是氣體分子。當氣體擴張時,氣體對外界做功。內(nèi)能減少。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為對外做功的機械能。溫度降低。
制冷技術(shù),就是采用了這個原理進行制冷的。
反之,當外界對氣體做功,氣體壓縮。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。氣體的溫度就會升高。
比方說,在某密閉空間內(nèi)加上一點脫脂棉,之后壓縮這個空間的空氣,之后棉花會因為空間溫度升高而自燃。
同時,液體和氣體在不同壓強下,其氣化溫度,沸點,液化溫度也是不一樣的。
例如氟利昂,當壓縮加壓時,在高壓下,其液化點升高,即使高溫,也可以液化。
但是一旦體積擴張,空間壓強變小,其氣化溫度也會隨壓強變低而變低,即使溫度不太高,也會氣化。
空調(diào)的基本原理
空調(diào)基本上可看作是不帶隔熱箱的冰箱,它利用氟里昂等制冷劑的蒸發(fā)來制冷。冰箱和空調(diào)中氟里昂的蒸發(fā)循環(huán)機制是相同的。根據(jù)韋伯斯特在線詞典,“氟里昂”一詞“統(tǒng)指作為制冷劑和氣霧推進劑的任何不可燃碳氟化合物”。
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典型空調(diào)結(jié)構(gòu) |
1.壓縮機壓縮吸收了室內(nèi)熱量的氟里昂氣體,使之變成高壓高溫氟里昂氣體(圖中紅色部分)。
2.高溫氣體流經(jīng)一組盤管,將熱量帶到室外散發(fā),散熱后凝結(jié)成液體。
3.液態(tài)氟里昂流過一個膨脹閥,壓力變小,體積擴張,在此過程中蒸發(fā)為低壓低溫氟里昂氣體(圖中淡藍色部分)。
4.低溫氣體流經(jīng)一組盤管,在此過程中吸收熱量,從而使室內(nèi)溫度降低。
氟里昂中混有微量用來潤滑壓縮機的油脂。
風扇將空氣吹過盤管,以此來提高盤管的室外散熱和室內(nèi)制冷能力。
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上面的過程,實質(zhì)就是氣體做功的過程。
當制冷劑從膨脹閥流出時,因為入口比較大。壓強變小,液態(tài)制冷劑擴張膨脹,對外做功。成為低溫氣體,導致溫度下降,低于空間溫度。
當?shù)蜏貧怏w流過蒸發(fā)器時,接受室內(nèi)的溫度。低溫制冷劑溫度升高。逐步接近室內(nèi)的空間溫度。
之后這些氣體,進入壓縮機壓縮。接近室溫的制冷劑氣體被壓縮后,溫度進一步升高。溫度高于室內(nèi)和室外溫度,超過空間溫度。
這些高溫氣態(tài)制冷劑,經(jīng)過空間外管線,在空氣散熱的方式下,將熱量帶出了室外。逐步變回液態(tài),**終達到了,將空間內(nèi)熱量帶到空間外,對內(nèi)空間降溫制冷的目的。
事實上,這個過程中,不光有制冷的過程,也含有制熱的過程。
制冷的過程,就是經(jīng)過膨脹閥時,氣體擴張,導致溫度下降,達到了制冷的效果。
但是制熱的過程也是有的。氣體經(jīng)過壓縮機,氣體被壓縮,導致溫度升高。這就個是制熱的過程。
所以說,空調(diào)制冷,雖然**主要目的是制冷。但是,制冷和制熱是同時存在的。只不過,由于作用方向的不同。導致的效果不同而已。
如果把,空間的蒸發(fā)器和散熱器反過來裝。讓散熱器裝在空間內(nèi)。蒸發(fā)器裝在空間外。效果就不一樣了。**終的效果,是對空間內(nèi)溫度制熱的效果。導致空間內(nèi)溫度升高。
利用這一原理,我們可以進行無限制冷。
比方說,將一個無限大的空間A,分隔成相互jue緣沒有熱傳導的空間A和B。之后,進行熱量的傳導制冷。采用制冷劑,是A空間的氣體。
之后。當某個空間比如說B空間制冷到足夠冷后。繼續(xù)將B空間分割成B,C兩個相互隔jue,沒有熱傳導的空間,采用制冷劑就是B空間的氣體。對C空間,進一步制冷。
如此無限分隔空間。利用已經(jīng)降溫的空間氣體作為制冷劑,就可以無限的降溫下去。
甚**讓某個空間溫度達到極低的低溫。
當然,如果反過來的,就是無限加溫??梢宰屇硞€空間的溫度達到極大的高溫。
現(xiàn)代科學家們是怎么制造超低以及超高溫度的呢?
制造超低溫度,有兩種技術(shù)手段,先建立保溫jue熱空間,然后用液態(tài)氮做冷卻劑,這就和你們家的冰箱差不多,只不過冷卻劑不是氟利昂,134A什么的而是液態(tài)氮,壓縮機的功率也大得多,氮經(jīng)過高壓經(jīng)過高壓,在濃縮為液態(tài)時會釋放掉巨大的熱量,而減壓氣化的時候或吸收大量的熱,可以制造零下一百多度,將近二百度的低溫。如果還需要更低的溫度,就要加上另一個制冷手段——激光制冷,物體的熱能是有分子振動導致的。而激光制冷,就是用激光產(chǎn)生的波動反省抵消分子運動。
激光制冷,是用三束激光,X,Z,Y軸,用光子,限制物體原子的運動。本來這個方法是為了用來測量精準的原子光譜的。但是科學家發(fā)現(xiàn),居然可以讓物體制冷。
物體原子運動的速度通常在約每秒500米左右。長期以來,科學家一直在尋找使原子相對靜止的方法。朱棣文采用三束相互垂直的激光,從各個方面對原子進行照射,使原子陷于光子海洋中,運動不斷受到阻礙而減速。激光的這種作用被形象地稱為“光學粘膠”。在試驗中,被“粘”住的原子可以降到幾乎接近**零度的低溫。
現(xiàn)代科學家,就希望采用激光制冷技術(shù)對衛(wèi)星進行制冷。甚**制造出更加穩(wěn)定的原子鐘,以方便增加精準度。
超高溫,加熱技術(shù)。
主要是利用感應(yīng)電流渦流,坩堝加熱,電弧的超高溫加熱。以及現(xiàn)在開始研究應(yīng)用的微波加熱。甚**還有利用幾百束激光,同時攻擊某一點位,進行的超高溫的激光加熱。溫度可以比太陽還熱。你看,激光不光能制冷,還能制熱。
傳統(tǒng)的熔煉技術(shù)主要是利用高熱值的焦炭燃料,以及裂解石油氣產(chǎn)生高溫。
而輸入熔煉爐內(nèi)的高熱燃料氣體,其實是利用火焰自身的高溫,進行加熱。
**于蓄熱球,蓄熱磚技術(shù)。只是讓這些磚球的溫度,貼近于焦炭火焰自身的溫度。通過增加熱空氣的接觸面和加熱時間,使得熱空氣盡量接近火焰溫度。
熱空氣自身的溫度,是無法提高甚**超過火焰溫度的。

如果我們將制熱技術(shù),運用到高爐煉鐵的生產(chǎn)中。對已經(jīng)預熱的,跟火焰溫度很接近的熱氣進行壓縮。利用制熱原理,就可以產(chǎn)生超過火焰溫度的超高溫度。
甚**可以無限提高,之后利用這些超高溫度,就可以制造出,溫度超高的熱燃氣。這些氣體進入熔煉爐內(nèi),就可以更加方便的促進熔煉反應(yīng)的發(fā)生。以空間換效能,在不采用特殊燃料的前提下,提高熔煉溫度。達到節(jié)能降耗,提高熔煉品質(zhì)和熔煉能力的目的。
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