6.3.2 溴化锂二元溶液的基本性质（2）在线视频

描述溴化锂溶液热力特性的

另一个物性图是 焓-浓度图

这幅图 就是溴化锂水溶液的焓－浓度图

通常称为 h－ξ图

其横坐标 为浓度（ξ）

左右两侧的纵坐标 均为溶液和水蒸气的比焓

其中 左侧的纵坐标

数值采用了国际单位制（单位）kJ/kg

右侧的纵坐标

采用了传统的工程单位制单位 kcal/kg

图的下半部分 表示溶液的物性

其中

虚线 为溶液的等温线 实线 为等饱和压力线

通过等温线与溶液浓度线的交点

就可从图中查得 某个温度和浓度下溶液的比焓

为方便地求取气态制冷剂的比焓

在h－ξ图的上部

也给出了一组 气态平衡等压辅助线

即 等压线

对于一定压力的溶液

可以在下部的液相区和上部的气相区

分别找到 该压力的等压线

两条等压线将h－ξ图分成了三个区

液相区 等压线的下方区域

为该压力下的过冷溶液区

辅助等压线的上方区域

为该压力下的过热蒸气区

两条等压线之间的区域 为两相区

溴化锂溶液 只有饱和溶液和过冷溶液两种状态

位于h－ξ图下部等压线上的溶液为饱和溶液

等压线以下区域的溶液 为过冷溶液

因此

我们可以 根据溶液的实际压力和饱和压力

来判定某个状态溶液 是饱和溶液还是过冷溶液

（在）溴化锂溶液的气相区中 只有纯水蒸气

集中在浓度等于0（ξ＝0）的纵轴上

由于处于热平衡状态的制冷剂蒸气

和二元溶液的温度相等

故 平衡态溶液面上的水蒸气 都是过热蒸气

过热蒸气的比焓 由溶液的浓度和压力来确定

即 在图上气相区中

找到过热蒸气的等压线与浓度线的交点

就可从纵坐标轴上读取 该状态下

溶液表面上水蒸气的比焓值

在焓-浓度图的纵坐标轴上

可以表示出 液态和气态冷剂水的状态变化

实际上

与p-t一样

在焓-浓度图 就是h－ξ图的纵坐标轴上

也隐藏有一张 垂直于该图面的冷剂水的lgp-h图

我们将垂直的压焓图展平

放在焓-浓度图的左边

就形成了这样一张

由lgp-h图和h－ξ图构成的组合图

在其lgp-h图中 可以看到

一个吸收机的制冷循环同样包含了

压缩 冷凝 节流和蒸发四个过程

只是它的压缩过程 发生在热力压缩机中

在这里用虚线表示

即 10点到7点这个过程

由于 冷剂水的lgp-h图

和溶液的h－ξ图 p-T图

两两分别具有相同的坐标

因此

也可以构建lgp-h图和p-T图的三维图

以及 由三张图构成的三维对应关系图

从而反映 吸收式制冷循环

各个状态点之间的对应关系

那么

在热力压缩机中

到底是 如何实现将低压冷剂水蒸气

压缩成高压冷剂水蒸气的呢

我将从一张放大的水蒸气压焓图 来说明

整个制冷循环和热力压缩机的压缩过程

这里给出了 一个溴化锂吸收式制冷循环中

冷剂水的完整循环过程

图中

实线 代表了冷剂水

虚线 表示溶液

发生器生产出的高压冷剂水过热蒸气

从发生器 进入冷凝器

并在冷凝器中 冷凝成高压饱和液态水

或者是 过冷液态水

这就是 图中的7→8的过程

高压液体 经过8→9的节流过程

进入蒸发器

干度为x的冷剂水 在蒸发器中蒸发吸热

实现制冷

这个过程 就是9→10

上述过程与蒸气压缩式制冷循环完全相同

低压冷剂水蒸气 在热力压缩机中的压缩过程

是这样实现的

首先

蒸发器出口的低压冷剂水蒸气进入吸收器

被从发生器中返回的溴化锂浓溶液吸收

从而浓溶液变成了低压的稀溶液（1点）

并存储在吸收器中

其次

溴化锂的稀溶液 经过溶液泵的加压

变为高压的稀溶液（2点）

并进入发生器中

最后

高压的稀溶液 在发生器被加热 沸腾

产生出高压的过热冷剂水蒸气（7点）

进入冷凝器中冷凝

而稀溶液中的水 被蒸发后被浓缩变成浓溶液（4点）

再经减压阀后 返回吸收器中

继续吸收从蒸发器中产生的冷剂水蒸气（10点）

经过上述过程

就实现了冷剂水的制冷循环

和吸收剂的溶液循环过程

从而实现了 制取冷量 或者是制取热量的目的

这也是 吸收式制冷与热泵的工作过程

为了进行 吸收式制冷循环的计算

我们再通过一个例子来说明

如何利用溴化锂溶液的焓-浓度图

确定溶液的状态参数的问题

已知

LiBr饱和溶液A的压力 p=0.93kPa

温度 t=40℃

求

该溶液及其溶液表面水蒸气的状态参数

下面我们来一起分析 这个求解过程

首先

确定溶液的状态

通过液相区的等温线和等压线的交点

找到了饱和溶液所处状态的位置

即图中的A点

并读取 该状态浓度和溶液的比焓

即 ξA=59% hA=255kJ/kg

其次

再确定 溶液表面上水蒸气的状态

沿浓度ξA=59%线 找到

（与）p=0.93 kPa 蒸气线的交点B

B点 就是水蒸气的状态

过B点作水平线 与ξ=0的交点C

读取水蒸气的比焓

由于水蒸气的温度与溶液相同

所以 水蒸气的温度t 也等于40℃

因此

C点水蒸气的状态参数 就是

压力p=0.93kPa 温度t=40℃

比焓hC=2998kJ/kg

我们还可以 沿气相区的p=0.93 kPa等压线

查到 与ξ=0的交点D

D 就是该压力下的饱和蒸气的状态

可根据冷剂水的物性表

查到 此压力对应的饱和温度为5℃

可见

溶液表面上的水蒸气

具有40-5=35℃的过热度

同理 我们还可在液相区找到

p=0.93 kPa等压线 查到与ξ=0的交点D'

从而获得该压力下

饱和冷剂液态水的温度和比焓等参数

在此

我们再提一个问题给大家

如果浓度为59%

温度为40℃的溴化锂饱和溶液

用溶液泵 将其压力提升到2.0kPa

请问

此时溶液的状态及状态参数 又该如何确定呢

当忽略溶液泵提供给单位质量溶液的能量时

该溶液的状态点 在h－ξ图中

仍然在上述A点的位置

但是

由于溶液的压力 高于溶液的饱和压力0.93 kPa

故 该溶液为过冷的溶液

虽然 它的位置还在A点

但 已经是新的状态点了

可以将这个新的状态点 命名为A´点