制冷壓縮機(jī)教學(xué)實驗臺設(shè)備改造應(yīng)用分析

發(fā)表時間：2020-03-05 15:31:39
來源：未知
作者：高朋實驗設(shè)備
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1，概述
制冷壓縮機(jī)試驗臺是制冷(熱泵)循環(huán)演示試驗裝置，只能對制冷壓縮機(jī)的性能試驗進(jìn)行教學(xué)演示，只適用于一種類型的壓縮機(jī)，不能進(jìn)行科學(xué)研究。其制冷(熱泵)循環(huán)演示裝置的工作原理如圖1所示測試裝置由全封閉壓縮機(jī)、熱交換器1、熱交換器2、浮子截止閥、四通換向閥、管道等組成，水系統(tǒng)由轉(zhuǎn)子流量計、熱交換器中的線圈等組成，并裝有溫度、壓力、電流、電壓等測量儀器制冷工質(zhì)采用低壓工質(zhì)R12
測試設(shè)備只能用于教學(xué)演示。在壓縮機(jī)性能測試中，測試裝置主要存在以下問題
(1)溫度測量的不準(zhǔn)確性
在測試裝置中，流入和流出熱交換器1和熱交換器2的水的溫度由電流線測量；同時，熱電偶線沒有正確放置。在測試裝置中，熱電偶絲遠(yuǎn)離熱交換器1和熱交換器2的入口和出口放置，并且放置在銅管的外表面上，使得測量的溫度與水的實際溫度相差很大。
(2)儀表讀數(shù)不夠
測試裝置中使用的儀表度數(shù)很低，給壓縮機(jī)功率計算帶來很大誤差。
(3)與環(huán)境的嚴(yán)重?zé)峤粨Q
工作介質(zhì)流經(jīng)的銅管暴露在外，與外界的熱交換相對嚴(yán)重，影響測量參數(shù)，導(dǎo)致測試結(jié)果不真實

圖1制冷(熱泵)循環(huán)演示裝置示意圖
2、測試裝置的改進(jìn)
隨著我校教學(xué)和科研工作的質(zhì)量越來越高，上述演示實驗裝置已不能再培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新能力和動手能力。教學(xué)實驗臺的改革是為了充分利用現(xiàn)有的教學(xué)資源。改造后的實驗臺不僅需要能夠演示制冷(熱泵)循環(huán)系統(tǒng)的工作原理，而且能夠進(jìn)行熱力學(xué)計算
(1)熱電偶
原測試裝置的熱電偶未測量冷卻水溫度，熱電偶放置不當(dāng)，導(dǎo)致測量誤差較大?？紤]到循環(huán)管道的散熱系數(shù)，為保證熱電偶的測量精度，采取以下措施進(jìn)行改造
1)更換熱電偶螺旋熱電偶用來代替原來的熱電偶絲。
2)改變熱電偶的安裝位置為了保證熱電偶與冷卻水的直接接觸，在冷凝器和蒸發(fā)器的出口處鉆孔，并將熱電偶的觸點(diǎn)插入管道中與水直接接觸。
(2)安裝隔熱材料
原試驗裝置的銅管暴露在空氣中。由于各管道的散熱和與外界空氣的熱交換，制冷劑蒸汽到達(dá)蒸發(fā)器和冷凝器時的溫度受到很大影響，導(dǎo)致壓縮機(jī)的制冷效率嚴(yán)重降低因此，保溫棉用于包裹每個管道、蒸發(fā)器和冷凝器的表面，以防止與環(huán)境的熱交換。
(3)壓縮機(jī)安裝方法
在原試驗裝置中，壓縮機(jī)與銅管焊接在一起，每次更換壓縮機(jī)都必須重新進(jìn)行焊接處理，給試驗帶來很大的麻煩。改造后，通過截止閥將壓縮機(jī)連接到銅管上，既保證了更換壓縮機(jī)的方便，又控制了管內(nèi)制冷劑的流量。改進(jìn)的安裝方法如圖2所示。
3、壓縮機(jī)性能試驗
為了驗證試驗臺改造的程度，在試驗設(shè)備改造前后，對同一臺壓縮機(jī)和改造后的壓縮機(jī)在相同工況下進(jìn)行了性能試驗。同時，在改進(jìn)后的裝置上進(jìn)行壓縮機(jī)的優(yōu)化設(shè)計性能試驗，計算試驗結(jié)果后得到的曲線如圖3和圖4所示。

圖2改進(jìn)的安裝方法

圖3實驗臺改造前后壓縮機(jī)制冷系數(shù)

圖4不同閥板厚度