制冷循环实验指导书..doc

制冷循环实验指导书(1) 一、实验名称：单级压缩无回热制冷循环实验 二、实验的基本理论基础：本制冷循环实验遵循热力学第一定律和热力学第二定律。在实验过程中消耗的机械能（由电能转换），转换成一定量的热能，并实现热量的转移，达到制冷的目的。本实验还涉及到工质的压力、温度、比容、焓等热力学状态参数。因此参与实验的人员应具有以上相应的基本知识。 三、实验目的：通过本实验，学生可以了解热力学第一定律和热力学第二定律的具体体现和运用，熟悉和掌握有关热力学状态参数。 四、实验装置的原理及操作 实验装置 图一为本实验的装置原理图 图 一 图中各温度测量名称如下： 压缩机吸气温度 压缩机排气温度 冷凝温度（冷凝器出口制冷剂液体温度） 节流前制冷剂温度 节流后制冷剂温度（蒸发温度） 蒸发器出口制冷剂蒸发温度 冷却水进口温度 冷却水出口温度 装置面板上除有上述8个温度数显仪表外，还有制冷压缩机输入功率数显表、蒸发器电加热功率数显表、制冷剂流量数显表、冷却水流量数显表、冷凝压力（排气压力）和蒸发压力（吸气压力）数显表。 装置制冷循环过程 装置系统中以R134a为工质（制冷剂），本实验制冷剂按图中箭头方向循环，低于环境温度的的制冷剂蒸发经压缩机压缩后温度和压力均提高，进入冷凝器与冷却水进行热量交换，放出凝结潜热成为高于环境温度的液体，液体经电磁阀B和视液镜，最后通过节流阀，压力下降，温度降低（大大低于环境温度），进入蒸发器吸收气化热量（热量由电加热器提供）成为低温低压的制冷剂蒸汽，蒸汽通过回热器（此时回热器不起回热交换作用，只作为通路使用）后，再被制冷压缩机吸入，完成制冷循环。 实验操作步骤 参与实验人员应严格按操作步骤操作，以避免事故的发生。 将“开关机”按钮置于“关机”处后，插上电源。 按顺时针方向将冷却水流量计下方手动调节阀调至零位（旋不动为止），接通冷却水，按逆时针方向调节手动调节阀，使流量计浮子处于中间位置。 将循环种类切换按钮按至“无回热”位置。 将电加热旋钮按逆时针方向旋至零位（旋不动为止） 按动开机按钮启动压缩机。 观察吸气压力表，调节电加热旋钮，使吸气压力控制在0.2Mpa-0.3Mpa范围内（绝对）。 同时观察排气压力表调节冷却水手动调节阀，使排气压力控制在0.8-1Mpa范围内（绝对）。 实验结束后，将“开关机”按钮按至“关机”位，即停止运行，然后将电加热及冷却水调节纽旋至零位，最后切断水源。 数据记录： 在运行稳定10~20分钟后记录数据 序号 名称 单位 符号 数值 1 吸气温度 ℃ t1 2 排气温度 ℃ t2 3 冷凝器出口温度 ℃ t3 4 节流前温度 ℃ t4 5 节流后温度 ℃ t5 6 蒸发器出口温度 ℃ t6 7 冷却水进口温度 ℃ t7 8 冷却水出口温度 ℃ t8 9 冷凝压力 Mpa PK 10 蒸发压力 Mpa P0 11 加热功率 W Nj 12 压缩机功率 W Np 13 冷却水流量 Kg/h G 14 制冷剂流量 Kg/h m 六、循环制冷剂的压—焓（p—h）图计及数据处理 R134a的压—焓图 图二为R134a的压—焓图 在压焓图上已知某状态的压力和温度均可查得该点的其它状态参数如比容、焓、熵等。 循环在压—焓图上的表示 图三为循环在压焓图上的表示 图 三 图中：1点为吸气状态点 2点为排气状态点 3点为冷凝器出口状态点 4点为节流前状态点 5点为节流后状态点 6点为蒸发器出口状态点 由R134a的压—焓图查各状态点的焓值 点号 符号 单位 数值 备注 1 h1 KJ/kg 2 h2 KJ/kg 3 h3 KJ/kg 4 h4 KJ/kg 5 h5 KJ/kg 6 h6 KJ/kg 数据处理 序号 名称 计算式 单位 数值 备注 1 制冷量 Q0=m(h6-h5)1000/3600 W 2 压缩机功率消耗 N=m(h2-h1)1000/3600 W 3 循环制冷系数 ξ= Q0/N= (h6-h5)/ (h2-h1) 4 冷却水带走热量 QG=G CP(t8-t1)1000/3600 W 5 冷凝器中制冷剂放出热量 Qk=m(h2-h3)1000/3600 W 注：水的比热容取CP=4.18 KJ/kg。 误差分析 （1）在循环稳定运行情况下，理论上蒸发器中制冷剂吸收的气化热量即制冷量Q0应来自外界的电加热量Nj，即应有 Q0 =Nj 但由于传热过程的热损失,因