實(shí)驗(yàn)五模擬電冰箱制冷系數(shù)的測量

1、試驗(yàn)五 模擬電冰箱制冷系數(shù)的測量一、試驗(yàn)?zāi)康?、培育學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)用結(jié)合的實(shí)際工作力量；2、學(xué)習(xí)電冰箱的制冷原理，加深對熱學(xué)根本學(xué)問的理解；3、冰箱的制冷系數(shù)。二、電冰箱的制冷原理1、電冰箱制冷的理論根底而不引起外界的變化因此,只能通過某種逆向熱力學(xué)循環(huán)外界對系統(tǒng)作肯定的功使熱量從低溫物體(冷5lQ1熱量， W 是外界對系統(tǒng)所做的功，那么：Q2是系統(tǒng)從低溫?zé)嵩次〉腝=Q-W(5-1)21電冰箱就是通過逆向熱力學(xué)循環(huán)對循環(huán)系統(tǒng)冷端的利用，稱為制冷機(jī)。圖5l圖522、制冷的方式 制冷可利用熔解熱、升華熱、蒸發(fā)熱、珀?duì)栙N效應(yīng)等方式。電冰箱則是用氟里昂作制冷劑，當(dāng)液體氟里昂在蒸發(fā)器里大量蒸發(fā)(

2、實(shí)際是沸騰，但在制冷技術(shù)中習(xí)慣稱為蒸發(fā))時(shí)，帶走低溫處的熱量，從而到達(dá)制冷的目的。因此，電冰箱是一種利用蒸發(fā)熱方式制冷的機(jī)器。3、制冷劑氟里昂氟里昂是飽和 合物的氟氯、溴衍生物的統(tǒng)稱。本12CCLFR12。R122 210%左右時(shí)，800以上的明火時(shí)，會分解產(chǎn)生對人體有害的毒氣。R12沸點(diǎn)(latm)-29.8凝固點(diǎn)(latm)-155臨界溫度112臨界壓力4.06Mpa4、真實(shí)氣體的等溫線制冷劑在循環(huán)過程中的狀態(tài)變化，遵循真實(shí)氣體的狀態(tài)變化規(guī)律其P-V圖如圖5-2 所示。從圖 5-2 中可見，真實(shí)氣體的等溫線并非都是等軸雙曲線。如在lm 局部，真實(shí)氣體的等溫線與抱負(fù)氣體的等溫線相像；在 m

3、點(diǎn)氣體開頭液化，在 m 至n 點(diǎn)這段氣體的液化過程中，氣體體積雖在削減， nmnno不易壓縮性。隨著溫度的上升，氣液體共存狀態(tài)的范圍從mnmn線段，而飽和蒸汽壓增高。溫度連續(xù)上升，等溫線的平直局部縮成一點(diǎn)，在PVK，稱臨界點(diǎn)。通過臨界點(diǎn)的等溫線稱臨界等溫線。在臨界等溫線以上，壓力無論怎樣加大，氣體不行能再液化。mKnnKnKX=0mKmKX=1干度XX=0.330%，飽70%。5、電冰箱的制冷循環(huán)54所示，其中圖53為循環(huán)示意圖，圖54表示在PV圖上的制冷循環(huán)過程。圖5354散熱器使高溫高壓蒸汽放熱冷凝為中溫高壓液體；毛細(xì)管使中溫高壓液體節(jié)流膨脹為低溫低壓汽液混的具體狀況如下：(l)壓縮過程(

4、絕熱過程) 在壓縮過程中，由于壓縮機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)速度很快，可近似地將此過程看P-VW。(2)冷凝過程(等壓過程)從壓縮機(jī)排出的制冷劑剛進(jìn)入冷凝器時(shí)是過熱蒸汽，它被空氣冷卻成干體，再進(jìn)一步冷卻成過冷液體。一般狀況下，進(jìn)入毛細(xì)管之前的制冷劑是過冷液體，這是等壓過程，為冷疑壓力 P ，在P-V 圖中為一條水平線，在此過程中制冷劑放出熱量1Q1.(3)減壓過程(絕熱過程)下降，此即焦耳一湯姆孫節(jié)流過程，在P-V圖中為一條絕熱線。(4)蒸發(fā)過程(等壓過程)從毛細(xì)管出口經(jīng)過蒸發(fā)器進(jìn)入壓縮機(jī)吸入口為止的制冷劑，狀態(tài)盡管有P。進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑是汽液混合體，制冷劑在通過蒸發(fā)器的過2程中從四周吸取熱量，蒸發(fā)成干飽

5、和蒸汽，再進(jìn)一步成過熱蒸汽被壓縮機(jī)吸入，在 P-V 圖中為一條水平線，在此過程中制冷劑吸取熱量 Q 。2以上四個(gè)過程，構(gòu)成電冰箱的制冷循環(huán)過程。6、制冷系數(shù)依據(jù)熱力學(xué)其次定律，制冷機(jī)的制冷系數(shù)為： =(5-2)從上式可以看出，壓縮機(jī)對系統(tǒng)所作的功 W 越小，自低溫?zé)嵩次〉臒崃縌 越多，則制冷系數(shù)越211。如把制冷機(jī)看作逆向卡諾循環(huán)機(jī)，則制冷系數(shù)為： =(5-3)由此式可見T1T2越接近，即冷凍室的溫度與室溫越接近時(shí)，制冷系數(shù)越大，也就是說消耗同的功率，可以從低溫?zé)嵩次≥^多的熱量，從而獲得較好的制冷效果。當(dāng)冰箱里沒有需要深度冷凍的物品時(shí)，不必將冷凍室的溫度調(diào)得很低，一般保持在-5左右即可，這

6、樣可以省電。三、試驗(yàn)裝置本試驗(yàn)所用的裝置主要有：模擬電冰箱制冷系數(shù)測定裝置55解上述電冰箱的制冷原理，比照實(shí)物，搞清試驗(yàn)中裝置各局部的作用。l、冷凍室其組成是在杜瓦瓶中盛三分之二深度的含水酒精作冷凍物；用蛇形管蒸發(fā)制冷劑吸熱用加熱器平衡制冷劑蒸發(fā)時(shí)的吸熱，并用馬達(dá)帶動(dòng)攪拌器使冷凍室內(nèi)溫度均勻。溫度計(jì) t0水酒精的溫度，以判定冷凍室是否已到達(dá)了熱平衡。用于讀出冷凍室內(nèi)含2、冷凝器散熱器，在試驗(yàn)裝置的背后，接“冷凝汽入口B“和“冷凝器出口E“。3、枯燥管和毛細(xì)管內(nèi)裝有吸濕劑，用于濾除制冷劑中可能存在的微量水分和雜質(zhì)防止在毛細(xì)管中產(chǎn)生冰堵塞或臟堵塞。內(nèi)徑小于0.2毫米的毛細(xì)管用于制冷劑節(jié)流膨脹，產(chǎn)生

7、焦耳湯姆孫效應(yīng)。4、壓縮機(jī)和電流表壓縮制冷劑使其壓力由低變高。電流表用于監(jiān)測壓縮機(jī)的工作電流當(dāng)電流大于 1 安培時(shí)，制冷系統(tǒng)可能有堵塞狀況發(fā)生。電流表后裝有通電延時(shí)器，以防壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流過載。P ，其效率電0.8；壓縮機(jī)也因種種損耗，用于壓縮汽體電的功率小于電動(dòng)機(jī)輸向壓縮機(jī)的功率，其效率功率)。0.65。因此壓縮機(jī)對制冷劑作功的功率P(簡稱壓縮機(jī)壓P= P =電電P =0.52P壓電電圖555、接線柱I、U、*和調(diào)壓變壓器接線柱共兩組，I、U 、*組用于接測量加熱功率的功率計(jì)：I 、U加加電電或溝通電壓表(I、*接線柱短接)，但事前需作出電流功率或電壓功率定標(biāo)曲線。試驗(yàn)時(shí)依據(jù)測得的電流值或電

8、壓值，查得實(shí)際的功率值。U，以轉(zhuǎn)變加熱功率。6K1K2為加熱器電源開關(guān)。四、試驗(yàn)內(nèi)容1、比照講義和實(shí)物，認(rèn)清儀器的各個(gè)局部，搞清楚它們的作用。2、連接功率因數(shù)表，方法如下：功率因數(shù)表后面有六個(gè)接線插孔，分別標(biāo)為左邊上、中、下和右邊上、中、下。旋下主機(jī)中部下方56。3、合上右側(cè)制冷開關(guān)，冰箱壓縮機(jī)組開頭工作。觀看壓縮機(jī)的電壓、電流是否正常正常電壓約220V，1A0.9MPa0.1MPa4、先將加熱器的調(diào)壓變壓器手柄逆時(shí)針旋到底，即輸出電壓為0攪拌器開頭工作，冷凍室伴有稍微振動(dòng)。同時(shí)，數(shù)顯溫控儀也開頭工作，連續(xù)測量顯示冷凍室溫度，精度0.1?？稍O(shè)定溫控上限，加熱時(shí)一旦超限會自動(dòng)斷開加熱器電源，以保

9、安全。0以下，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)壓變壓器手柄，開頭加熱。調(diào)整時(shí)留意觀看電壓、電流表的指示。加熱后，冷凍室的溫度下降速度開頭變慢，轉(zhuǎn)變加熱功率，可使冷凍室溫度在某一個(gè)溫度時(shí)保持穩(wěn)定不變，此時(shí)，加熱器的放熱量。登記此時(shí)的冷凍室溫度VI 、功壓壓率因數(shù)、加熱器電壓V 、電流I 、功率因數(shù)壓加加，按下式計(jì)算：加壓縮機(jī)輸入功率 P V I壓壓壓壓壓縮機(jī)制冷功率 P=0.52P壓因溫度到達(dá)平衡，說明蒸發(fā)器吸熱功率等于加熱器發(fā)熱功率，即：Q=P 加V I加加加此溫度下的制冷系數(shù)為454、5曲線。6、取數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法有兩種：但實(shí)際操作時(shí)，要調(diào)加熱功率恰好使溫度穩(wěn)定在某一個(gè)整數(shù)比較困難，需反復(fù)調(diào)整，很花時(shí)間。效果同樣，建議承受。7、分析爭辯本試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差。五、留意事