自动控制系统制冷毕业设计.doc

自动控制系统附件1 翻译原文 附件2 有无回热器的CO2亚临界和跨临界循环效率的研究 　　钢铁厂在生产出成品钢材后必须在短时间内将其卖出，使用钢材的单位在购入钢材后需要及时的对钢材表面进行处理，达到防锈的目的。实践表明，钢材表面不做任何防锈处理，7到10天左右，表面就开始出现锈点，之后会以这些锈点为核心，表面快速生锈，进而锈蚀到内部，影响钢材性能。 　　在现阶段，钢材市场比较萎靡，很多钢材厂家面临着困境：生产出钢材短期内卖不掉，时间长了就会生锈，不生产钢材，就面临着倒闭。基于此种状况，一种钢铁表面防锈剂被开发了出来，此种药剂可在钢材上冷床之前喷在其表面，达到防锈目的，一般情况下，防锈时间可以达到未处理钢材的8倍左右，这样就能为钢材厂家提供足够的缓冲时间，同时，表面不生锈也能成为其一大卖点。 　　然而处理钢材表面是在进入冷床冷却之前，其表面温度达到450℃左右，回收的处理液温度也会很高，导致整个药箱内温度不断提升，最终会使防锈剂碳化失效，因此，需要对药箱进行降温。 　　本课题的目的就在于设计出的制冷系统能使得要向内部温度恒定，制冷量必须和余热量平衡，且随着钢材生产速度变化，制冷量也能够相应自动控制。 　　 制冷是指用人工的方法将物体冷却，使其温度降低到环境温度以下，并保持这个温度。制冷的方法虽然很多，但其的基本原理都是相同的，即应用一种专门的装置，消耗一定的外加能量，使热量从温度较低的物体传给温度较高的物体，从而获得所需要的低温。外加的能量有两类：一类是机械能或电能；另一类是热能。压缩式制冷和热电制冷需要消耗机械能或电能；吸收式制冷则消耗热能。压缩式制冷，热电制冷和吸收式制冷是三种主要的制冷方法[1]。 　　1834年，美国的J.珀金斯试制成功人力转动的用乙醚为工质的可以连续工作的制冷机。1844年美国的J.戈里试制了用空气为工质的制冷机，用在医院中制冰和冷却空气。1872～1874年，D.贝尔和C.von林德分别在美国和德国发明了氨压缩机，并制成了氨蒸气压缩式制冷机，这是现代压缩式制冷机的发端。19世纪50年代，法国的卡雷兄弟先后研制成功以硫酸和水为工质的吸收式制冷机和氨水吸收式制冷机。1910年出现了蒸汽喷射式制冷机。1930年出现了氟利昂制冷剂，促进了压缩式制冷机的迅速发展。1945年，美国研制成功溴化吸收式制冷机。 　　微型制冷系统可广泛应用于军事、航空航天、工业、环境保护及医疗电子等各行业美国已将这种技术用于伊拉克战争和第四代战机上引起了国际上的广泛关注[2]。大规模集成电路CPU芯片发展迅速随着运算速度和集成度的提高其散热问题已成为世界难题[3]而微型压缩机制冷系统是有效的解决方案并能够应用于多种电子、激光、红外、雷达设备上[4]。 　　目前这一领域的研究关键是微型压缩机的开发如何开发体积小、重量轻、工作平稳、效率高的微型制冷压缩机是一个世界性的前沿课题。国内外目前所开发的这类压缩机大都是采用传统的经典机型例如三角转子式、滚动活塞式、涡旋式、单螺杆式、滑片式等。这些机型都有一个共同的特点就是在用于微型机时其密封性差、泄漏大、效率低。造成这种结果的原因是它们的机构都具有线密封的特征从而决定了其密封的薄弱环节太多。另外当整机尺寸小型化后更造成了许多新的密封薄弱环节[5]。 微型球形制冷压缩机是在王陆一的发明专利一种用于压缩机的变容式机构的基础上设计出的适用于微型制冷系统的压缩机[6]，其主要目标是解决其它形式的微型压缩机泄漏大、效率低的问题。效率的提高对便携式设备和单兵装备有重大意义，在相同的电池下可延长使用时间[7]。 　　小型制冷机这个术语一般系指能够达到120K温度以下的小型或中型制冷机[8]。根据这个定义不包括通常用于工业液化系统的大型制冷机。最近10年来低温在工业和军事应用的增加对低温制冷机提出了迫切的要求。许多次都由于缺少合适的制冷机而阻碍了低温条件在特殊场合的应用。这个问题现在已被人们有所认识。目前美国及其它国家都在努力来改进制冷机的性能和可靠性[9]。 (1)压缩式制冷机。依靠压缩机的作用提高制冷剂的压力以实现制冷循环，按制冷剂种类又可分为蒸气压缩式制冷机（以液压蒸发制冷为基础，制冷剂要发生周期性的气液相变）和气体压缩式制冷机（以高压气体膨胀制冷为基础，制冷剂始终处于气体状态）两种。 (2)吸收式制冷机。依靠吸收器-发生器组（热化学压缩器）的作用完成制冷循环，又可分为氨水吸收式、溴化锂吸收式和吸收扩散式3种。 (3)蒸汽喷射式制冷机。依靠蒸汽喷射器（喷射式压缩器）的作用完成制冷循环。 (4)半导体制冷器。利用半导体的热-电效应制取冷量。 制冷机的主要性能指标有工作温度（对蒸气压缩式制冷机为蒸发温度和冷凝温度，对气体压缩式制冷机和半导体制冷器为被冷物体的温度和冷却介质的温度），制冷量（