ra電子膨脹閥流量特性的實驗

R410A電子膨脹閥流量特性的實驗研究摘要：本文電子膨脹閥的流量特性進行了研究，實驗測定了不同結(jié)構(gòu)的電子膨脹閥在不同工況下的流量特性。在考慮膨脹閥的流通面積、閥頭結(jié)構(gòu)、膨脹閥進出口工況、制冷劑性質(zhì)等參數(shù)的影響下，基于實驗數(shù)據(jù)，擬合了R410A在指定工況下的流量特性關(guān)聯(lián)式，獲得的關(guān)聯(lián)式與實際數(shù)據(jù)的相對偏差在-7.6%—0.5%之間。關(guān)鍵字：電子膨脹閥流量特性制冷劑1引言制冷系統(tǒng)中的節(jié)流機構(gòu)與壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器并稱為制冷系統(tǒng)的“四大件”，是制冷系統(tǒng)中必不可少的元件之一，起著節(jié)流降壓的作用。它直接控制著蒸發(fā)器制冷劑的流量和蒸發(fā)器出口的過熱度。節(jié)流機構(gòu)與系統(tǒng)其它主要部件的良好匹配是改善系統(tǒng)運行并適應(yīng)系統(tǒng)負荷變化的基礎(chǔ)。由于毛細管和節(jié)流短管流通面均不可變，對于流量特性其影響因素相對較少。國內(nèi)外研究者對流量特性研究較多[1-5]，并總結(jié)了許多流量特性的經(jīng)驗或半經(jīng)驗公式。Wolf[5]等對以R22,R134A,與R410A為工質(zhì)的毛細管的流量特性提出了無量綱經(jīng)驗公式。Melo[6]等對以R12,R134A,R600A為工質(zhì)的毛細管的流量特性提出了經(jīng)驗公式。Kim[7]等人對以R22,R407C,R410A為工質(zhì)的不同形狀的毛細管流量特性提出了類似于Wolf的經(jīng)驗公式。以上三家的經(jīng)驗公式精度都較高。Aaron與Domanski[8]，Kim與O’Neal[9]針對以R22為工質(zhì)，Choi與Kim[10]針對以R410A為工質(zhì)的節(jié)流短管的流量特性提出了經(jīng)驗公式，其公式精度較高。而對于其它可變節(jié)流面積的節(jié)流機構(gòu)—熱力膨脹閥和電子膨脹閥，影響流量特性的因素較多，目前鮮有述及。新型制冷劑如R134A、R407C和R410A等的使用，不僅對膨脹閥制造企業(yè)帶來了新的難題，對于膨脹閥的用戶也帶來了新的挑戰(zhàn)。隨著變頻空調(diào)的日益流行，電子膨脹閥的應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的毛細管、節(jié)流短管以及熱力膨脹閥相比，電子膨脹閥調(diào)節(jié)精度高，調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點。但是，目前對于電子膨脹閥流量特性的研究還很薄弱。仍然采用水力學(xué)公式對它進行描述[11]：（1）式中：為制冷劑流量，為流量系數(shù)為流通面積，為進口制冷劑的密度，、分別為膨脹閥進出口壓力，迄今為止，對影響節(jié)流機構(gòu)流量特性的因素，眾家說法不一，甚至出現(xiàn)了相互矛盾的說法。Kim與O’Neal[12]認為節(jié)流機構(gòu)的流量特性與節(jié)流機構(gòu)幾何特性，入口條件，出口壓力有關(guān)，并以此擬合出了節(jié)流短管的流量系數(shù)半經(jīng)驗公式。Singh[13]等人認為節(jié)流機構(gòu)的流量特性不僅與上述因素有關(guān)，還與制冷劑物性有關(guān)。市川常雄[18]認為錐閥的流量系數(shù)與閥針的角度，閥的開度，節(jié)流通道直徑等因素有關(guān)。笠井浩爾對閥進行了系統(tǒng)的進行了研究[19],并得出線性閥的流量系數(shù)不僅與工質(zhì)的物性有關(guān),還與閥的幾何參數(shù)有關(guān)。Stone[20]認為球閥的流量系數(shù)與雷諾數(shù)成指數(shù)關(guān)系：(2)、n的取值與閥的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)。阿武芳朗[21][22]研究了熱力膨脹閥的流量特性后認為流量系數(shù)與膨脹閥的幾何特性無關(guān)，而與制冷劑物性以及進出口條件有關(guān)，并針對R22為制冷劑時提出了流量系數(shù)的經(jīng)驗公式：（3）式中：ρ－制冷劑液體進口密度，kg/m3ν－制冷劑出口比容，m3/kg[23]則認為流量系數(shù)僅僅與工質(zhì)的出口干度有關(guān)，并指出飽和的R12制冷劑液體通過薄刃銳孔節(jié)流時，實際流量與節(jié)流后的干度成線性反比。題本文通過敞建立基于應(yīng)液環(huán)法的飲實驗系統(tǒng)溪，對新工倦質(zhì)載R410脖A融電子膨脹蹄閥的節(jié)流性特性進行嶄研究，獲恥得了膨脹貢閥流量系妙數(shù)與閥體墾幾何結(jié)構(gòu)益，進出口搞條件以及化制冷劑物躬性的關(guān)系遙。如2奧攀實驗臺及諒電子膨脹煎閥試樣簡店介繁2.1代奪實驗臺簡保介漫圖柿1貪為試驗的夠原理圖。格圖中叨,碧實驗臺的賞理論循環(huán)敬為忍1-賭2-型3-拾4-1碰樓，實際制扯冷系統(tǒng)循沸環(huán)溝為板6-倉5-酷2-常3-絲6尋。其須中建,巴4圓→紀1疑廊為制冷劑惜在磁力泵舉中壓力升誠高的過程壤；攀1蠻作→機2捆為低壓換畫熱器中加妻熱升溫過魔程定；教2站羅→嘩3躺烘為節(jié)流過稿程封；休3林栽→辣4榮壇為高壓換贏熱器中冷梨凝放熱過悅程聽；畢6葬盤→鑰5目鍋為制冷循軟環(huán)中壓縮痛機壓縮過楚程供；腳5重采→鈔2脊捏為制冷循淺環(huán)中冷凝科放熱過程夸；做2搬態(tài)→略3查辰為節(jié)流過倡程聲；奮3番勒→逢6搬功為制冷循船環(huán)蒸發(fā)器溫中蒸發(fā)過席程。車圖睜1泡暑實驗臺原豈理圖拴實驗控制劍的參數(shù)為揪電子膨脹舍閥前的溫桐度、壓力鼻。測試結(jié)針果為制冷趁劑流量，斑采用質(zhì)量悔流量計測鵝量。電子聯(lián)膨脹閥從游全關(guān)到全薄開檢為潑50則0妹脈沖，，撕開度閃由醒PL樸C過控制。閥積前溫度通緩過調(diào)節(jié)熱竄水泵變頻兩器頻率改牢變熱水循姓環(huán)流量來初獲得，閥詞后溫度和矩壓力可以達通過改變蜜乙二醇泵屆變頻器頻昂率來獲得挺。個2.2紐局實驗參數(shù)侵設(shè)定翅本文題對其DP升F塑系列電子儀膨脹閥進老行了實驗帥，選取的分膨脹閥調(diào)有襯DPF1逢.蜓6省、授DPF1徒.遍8戰(zhàn)、每DPF2驅(qū).手0宵、潔DPF2疾.堵2呼四種膨脹它閥帶,窄膨脹閥的牙閥針、閥蛾座結(jié)構(gòu)如凍圖厚3菊。不同膨慶脹閥的閥毯針、閥座取參數(shù)不同揪。實驗過置程中，將漸同一個閥編針安放在倚不同的閥敗中進行了咬實驗。侵根據(jù)國際忍標準，本面文測試工給況點：伸閥前壓力謎：窮23.9揮8皺1談、鍵27.0羨1息4永、貼30.3啊33ba獲r保，冷凝溫礦度笛：分4露0幕、布4菌5落、蘭50熟，過冷度蔬：謝1.5胃、可5挽、納10涼。蒸發(fā)溫厘度分別之為擇0株、戴5運、藍10道；本試驗騰中閥前溫晚度偏差可地控制野在膜±0.2泥；閥前、鐘閥后壓力室偏差控制蓮在晨±20k飄P委a逢；閥后溫察度偏差控底制翻在謝±1蓋。翼3蝦爸實驗結(jié)果諸及分析淡將膨脹閥掠的開度依洪次增贊加泳5梁0叫脈沖資從秋10稀0曾脈沖比到留50駝0穩(wěn)脈沖，將饞工況穩(wěn)定挑在設(shè)定渾點副180半s留，記錄所貨測的質(zhì)量勸流量。蜜前人對毛沾細管、節(jié)淺流短管以思及膨脹閥搜的研究結(jié)中果表明鈔[5-1社0,12拾]胸，節(jié)流機貨構(gòu)的流量欄特性與節(jié)泉流機構(gòu)的薄進口溫度榜、壓力，各出口壓力邊、干度，跑進出口的準壓力差，喘節(jié)流機構(gòu)癥的流通面聽積，節(jié)流廟機構(gòu)的結(jié)救構(gòu)參數(shù)等間因素有關(guān)化。因此本扒文選取鋸，夜，唯，或，藏，川，金，菌，廳，疤為變量對轟膨脹閥流陶量特性進侵行關(guān)聯(lián)式撫擬合。可鋤以表示為興：（3）疑式中各項先意義如饞表禽1濤：表1脅閥座孔的染內(nèi)徑，計流通面積替的等效直萬徑躺突流通面駱積采鹽入口過冷軋度美襯進口壓握力防旨進出口壓洲力差龜出口干度鑰進口密駕度渣爭進口動力脈粘度僵進口汽化于潛熱形臨界溫悟度跨季臨界壓軌力縫村本文選取盟，感，沿，企滴作為基本肯物理量。穗對男（竭3礦）式進行賴量綱分析黃可得：（4）置至償?shù)囊饬x如永表歐2表2賠本文將肝（切4廟）式寫成鳥方程役（唯5氧）的形式墾：（5）卵本文基揪于護DPF1診.孔6足，塑DPF1兆.帥8芒，敘DPF2庫.股0壞，蠶DPF2脂.勾2咳四種閥的羊?qū)嶒灁?shù)據(jù)羞擬合出了鵝如雕（蹈5驅(qū)）式形式贏的關(guān)聯(lián)式牢：(6)績并將關(guān)聯(lián)細式坊（松6驢）代對尺DPF2楚.勿2蘆閥座內(nèi)計置艱2.妄0臟閥針膨脹呢閥的實驗檢數(shù)據(jù)進行括驗證，其讀關(guān)聯(lián)式與縱實驗結(jié)果點的相對偏夏差如諸圖括3赤：勇圖版3榆攏關(guān)聯(lián)式相顛對偏差慧從暗圖榨3菜中可以看超出，關(guān)聯(lián)滾式與實驗擔結(jié)果的相檔對偏差解在庭-7.6戲%烈—瞇0.5貢%叫之間，相菜對偏差較村小。4結(jié)論檢本文通過響液環(huán)法節(jié)夏流機構(gòu)實習(xí)驗臺，對貸不同閥頭面結(jié)構(gòu)的電物子膨脹閥公使岸用替R410芹A被為制冷劑離時在不同遞工況下的蠅流量特性雕進行了實苦驗研究。男在考慮不芳同流通面錘積、閥前犧工況、閥睡前物性、細閥前后壓島力差、閥秘后工況、字閥體結(jié)構(gòu)緊等參數(shù)的趁影響的情彈況下，擬醉合出了電荒子膨脹閥內(nèi)流量特性呼的關(guān)聯(lián)式眼。關(guān)聯(lián)式惕經(jīng)實驗驗冤證，相對太偏差簽在餃-7.6爛%栽—泥0.5揪%冒之間，能懂夠較準確剃的描太述磚R410悉A熟在冷凝溫扁度諒40厘至毀50宏之間，過拼冷度剛在倒1.5塞至夕10顫之間，出熔口溫度柳在在0來至陣10陽之間經(jīng)過課電子膨脹奴閥的流量烘特性。參考文獻斃[1]菊Stab百ler放LA.累Theo礎(chǔ)rya據(jù)ndu銳seo萍fa擊capi饑llar淘ytu氏bef怒orl余iqui改dre控frig蛛eran漠tcon仍trol梢.Re模frig慌erat樓ing蹤Eng戒1948原;55(折1):5妹5類–核9.兩[2]俘LiR蘋Y,L聯(lián)inS銜,Ch乎enZ丸H.N抽umer吐ical猛mod壘elin儉gof于the炸rmod倘ynam渣icn親on-e頓quil竟ibri憲umfl厘owo蘇fre仿frig域eran男tth磚roug得hca澆pill惕ary幅tube惠s.A膛SHRA揭ETr旋ans巨1990喝;96(昆1):5云4壯2聰–堆9.序[3]踏Chen位ZH,瓶Li攀RY,容Lin非S,C嘗hen蓋ZY.翁Aco疤rrel練atio涌nfo訂rme淚tast肚able商flow皇of閉refr施iger追ant獲12t擾hrou此ghc在apil研l(wèi)ary劈tub做es.A歪SHRA樸ETr膛ans系1990譜;96(你1):5環(huán)5落0庫–集4助[4]蹄Wija補yaH蠶.Ad村iaba賴tic熔capi割llar貍ytu里bet層est亂data遣for鈔HFC背-134雞a.I牧n:P糠roce服edin松gso逮fth狡eIn罷t.R體efri例gera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