在自然界,熱量總是從溫度高的物體傳向溫度低的物體,或者由物體的高溫部分傳向低溫部分。這就是自然冷卻的規(guī)律。自然冷卻的程度受周圍介質(zhì)溫度的影響,冬天可以將物體自然冷卻到較低的溫度,而在夏天,自然冷卻達(dá)到的極限溫度就較高。要想把某物體的溫度降低到它周圍介質(zhì)的溫度之下,只能借助于人工冷卻的方法。
“冷"是指物質(zhì)溫度的高低。冷卻就是除去物體的熱量。冷卻過程中常伴隨著溫度的降低。在制冷技術(shù)中,所謂“制冷”就是指用人為的方法不斷地將熱量從冷卻對象排放到周圍環(huán)境介質(zhì)(一般指空所和水)中去,而使被冷卻的對象達(dá)到比周圍環(huán)境介質(zhì)更低的溫度,并且在一個較長的時間內(nèi)維持所規(guī)定的溫度的過程。例如在電冰箱中,制冷是指將溫度為10℃或更高的物質(zhì)降為溫度為0℃以下的物質(zhì),給以冷藏冷凍的過程。
制冷技術(shù)就是研究人工冷卻的一門科學(xué)。其研究范圍包括制冷過程、制冷過程熱力學(xué)原理和傳熱原理,以及制冷機(jī)器與設(shè)備的構(gòu)造、性能、操作與維修等技術(shù)。按照生產(chǎn)、科研或生活上的需要和制冷所達(dá)到的低溫范圍,制冷又可以分為普通制冷(120K以上)、深度制冷(簡稱深冷120~20K)、低溫制冷(20~0.3K)和超低溫制冷(0.3K以下)幾個領(lǐng)域。由于低溫范圍不同,所使用的工質(zhì)、機(jī)器設(shè)備、采取的制冷方式及其所依據(jù)的原理有很大的差別。本教材主要涉及普通制冷的領(lǐng)域。