2.局部阻力和局部损失
管道中的弯头、三通、阀件和过流截面有变化时的连接件等统称为管道局部构件。流体流经管道局部构件时，将发生撞击、旋涡等现象，形成较大的流动阻力，称为局部阻力。局部阻力造成的能量损失比较集中。为了克服局部阻力而消耗的单位质量流体机械能，称为局部损失，用hj表示。
3.整个管道能量损失
整个管道单位质量流体能量损失hw为所有沿程损失和所有局部损失之和。
2.2.4减少流动阻力的措施
1.减少流动阻力的主要途径
减少流动阻力的主要途径是改善管壁对流体的影响：①减少沿程阻力，即减少管壁的粗糙度及用柔性边壁代替刚性边壁，可减少沿程阻力；②减少局部阻力，即减少紊流局部阻力，主要着眼于防止或推迟流体与壁面的分离，避免旋涡区的产生或减少旋涡区的大小与强度。
2.减少流动阻力的主要方法
减少流动阻力的主要方法有：①使流体进口尽量平顺；②用渐扩和渐缩代替流道截面的突然扩大和突然缩小；③减少转弯。
在必须转弯处，宜用弧弯代替直角弯。弧弯管的曲率半径R一般取为圆形弯头直径d或矩形弯头高边h的1～2倍。因条件限制而曲率半径较小的矩形弯头应在弯头内部设导流叶片。
三通局部阻力的大小与其作分流还是合流、它的几何参数（如断面形状、分支管中心夹角、支管与总管的面积比等）及支管与总管的流量比（或流速比）有关。减小分支管中心夹角（一般不超过30°），或将支管与总管连接处的折角取缓，使连接处顺着合流或分流的流向有一定的曲率半径，都可减小三通的阻力。受安装条件限制时，矩形三通应采用有导流叶片的直角分支管。此外，使两支管的流速v1、v2与总管流速v相等或两支管截面积之和与总管截面积相等，也对减小三通阻力有利。
管件的布置与衔接要合理，要尽量缩短管线，减少弯头和分支管线，避免复杂局部管件。
两管件之间的距离应大于3倍管径，对既要转弯又要扩大截面的管体，一般应先扩后弯。
管路与泵或风机的连接要合理，不要有流向和流速的突然变化。风机出口的连接管应保持直管段，长度不小于出口边长的1.5～2.5倍。受安装条件限制时，出口就转弯的管道应顺着风机叶轮转动方向转向，并在弯管中加装导流叶片。
2.3传热与换热器
2.3.1传热的三种基本方式
凡是有温差的地方，就有热量自发地从高温物体传向低温物体。由于自然界和生产技术中几乎到处存在着温度差，所以热量传递是生活和工程领域中最普遍的现象之一。我们把单位时间内通过单位面积的热量称为热流量，记为Q，单位为W。把单位时间内通过单位面积的热量称为热流密度，记为q，单位为W/m2。
q＝QF
，式中F是传热面积。
热量的传递方式分为热传导、对流和热辐射。在实际的传热过程中，这三种传热形式往往是同时进行。当然，也存在单一方式进行传热的情况。
1.热传导
热量由物体内部某一部分传递到另一部分，或是相互接触的两个物体，由一个物体传给另一个物体，在这个传热过程中，物体各部分物质并未移动，称这种传热形式为热传导。冰箱、冷库和建筑物的围护结构及各种管道壁内部的传热都是导热。冰箱、冷库和建筑物的围护结构通常为平壁，壁内温度可认为只沿厚度方向变化，因此，导热方向也沿厚度方向传递。
热传导的规律可以这样来表述：在导热现象中，单位时间内通过单位截面面积的热量q正比例于两侧壁面的温差Δt（即tw1－tw2），反比例于该截面的厚度δ。
根据材料的导热性能，把材料分为热的良导体和热的不良导体，热的不良导体称为绝热材料，也称保温材料或隔热材料。家用电冰箱的箱体，为了防止热量散失，采用导热系数小的绝热材料，如聚氨酯泡沫材料、玻璃棉等。而电冰箱的蒸发器和冷凝器，为了加速热量的散发，采用导热系数大的铜材和铝材。
2.对流
在气体或液体中，由于存在温度差、密度差和压力差而流动的物质进行的热量传递称为对流。对流有自然对流和强迫对流。直冷式电冰箱箱内的空气，各处温度不同，重力不同，形成上下自然流动而传递热量，这是自然对流。间冷式电冰箱内靠微型电风扇吹动空气循环，强迫其流动传递热量，达到降温的目的，这是强迫对流。
热交换发生在流体（气体和液体）与固体表面之间，热传导与对流同时存在，这种情况称为对流换热。对流换热的强弱程度，通常以对流换热系数α表征，α的单位是W/（m2·℃）。影响换热系数大小的因素主要有：流体的流动速度、流体的性质（比热、黏度、导热系数等）、固体的结构形式和尺寸大小，等等。由于影响换热系数的因素较多，使得换热系数α值变化较大，选用时要注意符合实际情况。换热系数α值可以从制冷手册中查得。
实验表明，流体与固体壁之间对流换热的热流密度q与流体温度tf和壁面温度tw的差值Δt成正比。
3.热辐射
热辐射是在物体之间互不接触的情况下，由一个物体将热能以电磁波的形式向外界辐射，传给另一个物体。如太阳传给地球的热能，就是以辐射的方式传递的。辐射热量的大小决定于两物体的温差及物质的性质等因素。物体表面越黑、越粗糙，发射和吸收的辐射能力越强。
物体表面越白、越平滑，其辐射能力越弱。家用电冰箱为了减少吸收辐射能，箱体外壁表面白亮而光滑，而冷凝器为了增强辐射能力，加工成黑色。
辐射换热不需物体直接接触，也不需要任何中间介质。
2.3.2传热过程
实际上热传递过程往往是三种形式同时进行。例如电冰箱后背的冷凝器，其管道中高温蒸气的热量，先以对流换热的方式传给管壁内表面，后以热传导的方式传至管壁外侧，再以对流换热的方式传到空气中。同时，高温管壁又以辐射方式将热量直接散发到空气中。
高温流体经固体间壁向低温流体传递热量的过程，称为传热过程。传热过程是两种或三种基本传热方式的组合。
2.3.3传热的增强与削弱
工程上有些情况（如各类换热设备）希望强化传热，即设法尽可能提高单位面积的传热量，以达到使设备紧凑、重量减轻、节省材料和减少能耗的目的。根据上面的传热方程式，提高传热系数K、扩展传热面积A、增大传热温差等都可使传热量增大。具体措施包括：改进传热面结构及合理扩大传热面积；使冷热两种流体反向流动来加大传热温差；增大流体流速以提高传热系数；定期清洁传热面，去除污垢以降低换热热阻等。
工程上又有些情况需要削弱传热（如冰箱、冷库和空调建筑物的围护结构、空调用冷（热）水管、风管等），为了节能，都应注意隔热保温。具体措施包括：增大传热热阻、降低流体流速、改变传热面表面状况、敷设隔热保温材料、在辐射换热面加遮热板等。这些措施都可收到较好的削弱传热的效果。
2.3.4换热器
换热器是让两种或两种以上温度不同的流体相互交换热量的设备。
1.换热器的种类
按工作原理不同，可将换热器分为混合式、回热式和间壁式（又称表面式）三类。混合式换热器中，冷热两种流体直接接触彼此混合进行换热。空调系统中的喷水室、冷却塔等属于此类。回热式换热器，是让冷热两种流体交替流过贮热能力较大的换热面来交换热量。锅炉中的回热式空气预热器就属此类。在间壁式换热器中，冷热两种流体同时在金属间壁的两侧流动，通过金属间壁传热来交换热量。暖通空调系统中的冷凝器、蒸发器和表面式空气加热器或冷却器等都是间壁式换热器。
按冷热两种流体相对运动方式的不同，间壁式换热器可分为顺流、逆流、交叉流和混合流等几种形式。
2.换热器的基本构造
一般制冷与空调设备中的换热器，主要有壳管式、套管式、肋片管式和板式换热器。壳管式换热器是由一个大的外壳和许多管子组成，管外设有若干圆缺形挡板以提高流体流速，一种流体在管外（壳内）流动，另一种流体在管内流动。套管式换热器是将小口径铜管套在大口径钢管或铜管中，用弯管机弯成圆螺旋形制成的。它通常作为小冷量氟利昂制冷机组的水冷式冷凝器，冷却水在内槽中流动，制冷剂在外套管内流动，两者呈逆流。肋片管式换热器是在盘管束外侧加肋片组成。肋片的形状有圆盘式、矩形、正方形及连续整体肋片式。肋片与管的连接方式有缠绕式、嵌片式、胀管连接、焊接、整体轧制、铸造等。这种换热器适用于两侧流体传热系数相差较大的情况，如风冷式冷凝器、冰箱或冷库用的盘管式蒸发器、直接蒸发式空气表面冷却器、风机盘管的换热器等。
2.4工质的状态及常用工质简介
2.4.1工质的概念
工质是工作物质的简称。例如，制冷剂是制冷机进行能量转换的工作物质，它在密闭的制冷系统中循环流动，通过自身不断地产生相态变化与外界发生热量交换，从而实现制冷的目的，因此，制冷剂是一种工质。又例如，制冷机中的润滑油，又称冷冻机油，是用来对压缩机摩擦面进行润滑，保证压缩机安全运转的物质，润滑油是否良好对压缩机的工作可靠性和使用寿命有较大影响。制冷与空调设备、给排水设备是主要以流体为工质，实现能量转换或转移的。
2.4.2气液集态变化和蒸气的热力性质
1.物质的集态
自然界一切物质都是由分子组成的。任何物质都能够呈现出三种不同的集态，即固态、液态和气态。
物质处于何种集态，是由分子间作用力大小和分子热运动的强弱来决定的。例如，在1atm下水在0℃以下结成固态冰，吸热后变为液态水，加热到100℃以上变成水蒸气。物质集态的变化，必然伴随着热量交换的过程和结果，但物质的基本化学性质不变。
物质由液态变成气态的现象称为汽化。汽化有两种形式，一是在液体表面产生汽化现象，称为蒸发，一是液体被加热到沸点，在其内部产生汽化现象，称为沸腾。应注意，在工程中使用的“蒸发”一词，是蒸发和沸腾两种汽化现象的统称。
2.相关术语
（1）湿饱和蒸气、干饱和蒸气与饱和液体
在一定的压力下，飞离和返回到液体中的分子数相等时，则处于动态平衡状态，这就是湿饱和蒸气状态，简称为湿蒸气。此时，液体和气体在系统中共存。湿蒸气的温度是饱和温度，压力是饱和压力。在一定压力下，蒸气达到饱和状态并具有饱和温度，不存在液体而只存在蒸气，这称为干饱和蒸气。
在一定的压力下，具有饱和温度的液体（刚要有蒸气且还没有蒸气存在）称为饱和液体。
如制冷剂在冷凝器的末端即为饱和液体。
湿蒸气中饱和蒸气的含量多少可用湿蒸气的干度X来表示，其定义式为：
X＝湿蒸气中蒸气量/湿蒸气总质量
当X＝1时，为干饱和蒸气状态，没有液体，是饱和蒸气一特殊状态。
当X＝0时，为饱和液，没有水蒸气，也是饱和蒸气的特殊状态。
（2）过热蒸气
蒸气在某压力p下的温度tp，若温度上升到高于该压力所对应的饱和温度tps时，这种蒸气就称为过热蒸气。过热蒸气所处的状态称为过热状态。tps与tp的差值称为过热度。
在蒸气压缩式制冷系统中，常使从蒸发器排出的制冷剂蒸气稍过热，然后再被压缩机吸入气缸压缩，这样就可以避免因压缩机吸入液态制冷剂而造成液击冲缸事故。
（3）过冷液体
液体在某压力p下的温度tB，若低于该压力所对应的饱和温度时，则这种液体就称为过冷液体。过冷液体所处的状态称为过冷状态。过冷液体比同压力下饱和液体温度还要低的值，称为过冷度Δtc（＝tB－tp）。
在蒸气压缩式制冷系统中，常使从冷凝器得到的制冷剂饱和液过冷，可以在不增加压缩机功耗的情况下提高单位质量制冷剂的制冷量，从而提高制冷系统的经济性。
2.4.3制冷剂
制冷剂是制冷机进行能量转换的工作物质，它在密闭的制冷系统中循环流动，通过自身热力状态的变化与外界发生热能交换，从而实现制冷的目的。蒸气压缩式制冷机中的制冷剂在低温下汽化，从被冷却物中吸取热量，再在高温下凝结，向环境介质排放热量。
1.制冷剂的分类、代号及其应用
制冷剂的种类很多，为了书写方便和统一称谓，国际上统一规定了一套代号。即用字母“R”和它后面的一组数字或字母作为制冷剂的简写符号。字母“R”表示制冷剂。如“R12”表示氟利昂12制冷剂。
作为制冷剂使用的物质有很多，目前使用较多的不过十几种。
（1）按照化学成分及组成分类
按照制冷剂的化学成分及组成可以分成四类：无机化合物制冷剂、氟利昂制冷剂、碳氢化合物制冷剂、多元混合溶液。
常用的无机化合物制冷剂有氨（NH3，R717）、二氧化碳（CO2，R744）、水（H2O，R718）等。
这类制冷剂在工程上常用到的是氨，氨多用在大、中型冷库中。
氟利昂制冷剂是碳氢化合物中全部或部分氢元素被卤族元素代替后衍生物的总称。目前使用的大都是甲烷（CH4，R50）和乙烷（C2H6，R170）的衍生物，如二氟二氯甲烷（CF2Cl2，R12）、二氟一氯甲烷（CHF2Cl，R22）等。它们被广泛应用在电冰箱、冰柜和空调设备中。
