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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

实验二热力膨胀阀性能实验（合肥校区）

1、热力膨胀阀容量实验（合肥校区）

一、实验目的

1、通过本实验，使学生定性定量地观察当感温包感受到过热度发生变化时，热力膨胀阀的

开度将如何变化。以一种直观的方式加深对热力膨胀阀工作机理的理解。

2、当弹簧预紧力发生变化时，观察阀门的开度如何变化，反映在流量上又有如何变化。

3、观察背压改变时，通过阀门的流量如何变化。

4、学习和了解本实验中所涉及的各种参数测量方法。

二、实验内容

1、膨胀阀静止过热度调定

将感温包放置在0℃恒温槽内,调节进口压力为-3.5℃时制冷剂所对应的饱和压力再加上

通过阀的名义压力降，调节膨胀阀弹簧使出口压力为-3.5℃时制冷剂所对应的饱和压力，则

此时静止过热度即为3.5℃。

2、膨胀阀名义容量试验

2.1将膨胀阀在蒸发温度5℃时调定静止过热度3.5℃。

2.2逐步升高恒温槽温度，温度变化增值不超过1℃，同时调节膨胀阀前、后的手动阀，

使膨胀阀进口压力保持5℃时制冷剂所对应的饱和压力再加上通过阀的名义压力降，出口压

力为5℃时制冷剂所对应的饱和压力，然后记录每一过热度所对应的通过膨胀阀的气体流

量。

2.3根据上述记录，绘制膨胀阀过热度-流量特性曲线，在过热度为7.5℃处作垂直线与特

性曲线相交，交点的纵坐标值就是被测阀的名义流量。

三、实验原理

在制冷系统中，热力膨胀阀是至关重要的部件，它设置于蒸发器进液口的供液管道上。

通过设置在蒸发器出口管上的感温包确定回气过热度的变化，自动调节热力膨胀阀的开启

度，以调节进入蒸发器的制冷剂流量。与此同时，将由高压贮液器或冷凝器来的高压液态制

冷剂膨胀降压到与蒸发压力相同的低温低压状态。

本实验装置采用的内平衡式热力膨胀阀由阀体、阀座、阀针、调节杆座、调节杆、弹簧、

过滤器、传动杆、感温包、毛细管、气箱盖和感应薄膜等组成，感温包里灌注R22，把它放

置于水浴中，用以模拟感受蒸发器回气温度变化；毛细管是用直径很细的铜管制成，其作用

是将感温包内由于温度的变化而造成的压力变化传递到动力室的波纹薄膜上去。波纹薄膜由

于动力室中压力的变化而产生的位移通过其下方的传动杆传递到阀针上，使阀针随着传动杆

的上下移动而一起移动，以控制阀孔的开启度。调节杆的作用是在系统调试运转中，用以调

整弹簧的压紧程度来调整膨胀阀的开启过热度的。

金属波纹薄膜受有三种力的作用，在膜片的上方，为感温包中液体(与其感受到的温度

相对应的)的饱和压力P对膜片产生的向下推力P，在膜片的下方，受阀座后面与蒸发器相

通的低压流体对膜片产生一个向上的推力P(节流后压力)和弹簧的张力W的作用。当三力处

0

于平衡状态，即满足P＝P+W时，膜片不动，则阀口处于一定的开启度。而当其中任何一个

0

力发生变化时，就会破坏原有的平衡，则阀口的开启度也就随之发生变化，直到建立新的平

衡为止。

当外界情况改变，如由于供液不足或热负荷增大，引起蒸发器的回气过热度增大时，则

感温包感受到的温度也升高，饱和压力P也就增大，因此形成：P＞P+W，这样就会导至膜

0

片下移，使阀口开启度增大，制冷剂的流量也就增大，直至供液量与蒸发量相等时达到另一

平衡