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1、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1、 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：（1） 压缩机吸气温度（2） 压缩机排气温度（3） 冷凝
2、温度（冷凝器出口制冷剂液体温度）（4） 节流前制冷剂温度（5） 节流后制冷剂温度（蒸发温度）（6） 蒸发器出口制冷剂蒸发温度（7） 冷却水进口温度（8） 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。2、 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
3、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。3、 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。（1） 将“开关机”按钮置于“关机”处后，插上电源。（2） 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。（3） 将循环种类切换按钮按至“无回热”位置。（4） 将电加热旋钮按逆时针方向旋至零位（旋不动为止）（5） 按动开机按钮启动压
4、缩机。（6） 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。五、 数据记录：在运行稳定1020分钟后记录数据序号名称单位符号数值1吸气温度t12排气温度t23冷凝器出口温度t34节流前温度t45节流后温度t56蒸发器出口温度t67冷却水进口温度t78冷却水出口温度t89冷凝压力MpaPK10蒸发压力MpaP011加热功率WNj12压缩机功率WNp13冷却水流量
5、Kg/hG14制冷剂流量Kg/hm六、循环制冷剂的压焓（ph）图计及数据处理1、 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。2、 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3、 由R134a的压焓图查各状态点的焓值点号符号单位数值备注1h1KJ/kg2h2KJ/kg3h3KJ/kg4h4KJ/kg5h5KJ/kg6h6KJ/kg4、 数据处理序号名称计算式单位数值备注1制冷量Q0=
6、m(h6-h5)1000/3600W2压缩机功率消耗N=m(h2-h1)1000/3600W3循环制冷系数= Q0/N= (h6-h5)/ (h2-h1)4冷却水带走热量QG=G CP(t8-t1)1000/3600W5冷凝器中制冷剂放出热量Qk=m(h2-h3)1000/3600W注：水的比热容取CP=4.18 KJ/kg。5、 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,因此Q0 与Qj之间存在一定的误差，其误差为:1= (Nj - Q0)/ Q0100%（2）理论上冷却水带走的热量，
7、即QG应来自于制冷剂放出的凝结热量即QK,应有:QK =QG但由于传热过程的热损失, QK 与QG之间存在一定的误差,其误差为:2= (QK QG)/ QG100%（3）根据热力学第一定律系统能量守恒,带进系统的能量应等于系统带出能量，即应有:Nj+Np= QG但由于向空气中散发的热量，故存在一定的误差，其误差为： 3= (Nj+Qp- QG)/ QG100%附：R134a的温度饱和压力对应关系表序号温度饱和压力Mpa1-100.200732-80.217043-60.234364-40.252735-20.27221600.29282720.31462840.33765960.3619510
8、80.3875611100.4145512300.7700613320.8152814340.8624715360.9116816380.9629817401.016418421.07219441.129920461.190121481.252622501.3176制冷循环实验指导书（2）一、实验名称：单级压缩有回热与无回热制冷循环对比实验二、实验的基本理论基础：本实验是建立在热力学第一定律和热力学第二定律以及工程传热学基本理论和蒸汽压缩式制冷循环的理论基础之上的，参与实验的人员具有上述相应的基本知识。三、实验目的：通过本实验,了解单级压缩有回热与无回热制冷压缩机两种不同的热力循环的经济效果,
9、了解换热器（回热器）的使用对提高热力循环经济性的重要作用，此外还可以了解掌握、熟悉工质的相关热力参数测量、显示、采集及处理的基本方法。 四、实验装置及操作1、 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：（1）压缩机吸气温度（2）压缩机排气温度（3）冷凝温度（冷凝器出口制冷剂液体温度）（4）节流前制冷剂温度（5）节流后制冷剂温度（蒸发温度）（6）蒸发器出口制冷剂蒸发温度（7）冷却水进口温度（8）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）
10、数显表。2、 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（1）无回热循环操作 先进行无回热循环操作的实验a、 检查“开关机”按钮，使之处于“关机”状态后，插上电源插头；b、 将冷却水流量计下方手动调节阀调至零位（顺时针方向旋不动为止）；c、 接通冷却水，调节冷却水调节阀，使流量计浮子处于中间某一位置；d、 将循环种类切换按钮换至“无回热”位置；e、 将电加热旋钮按逆时针方向旋至零位（旋不动为止）；f、 按动开机按钮，启动制冷压缩机；g、 观察吸气压力表，调节电加热旋钮，使吸气压力控制在0.2Mpa-0.1Mpa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
11、力控制在0.8-1Mpa范围内（绝对）。（2）有回热循环操作无回热循环实验结束后，再进行有回热热循环实验a、 在运行状态下，按下循环切换按钮使之处于有回热位置；b、 重复上述（1）g操作，使吸气压力和排气压力与无回热循环实验记录相同，待稳定后记录数据。四、关机操作按下“开关机”按钮，使之处于“关机”状态即可停止运行，将电加热旋钮及冷却水调节旋钮处于零位，然后断开水源。五、数据记录对无回热循环和有回热循环，分别按下表记录各自相应的数据。序号名称单位符号数值1吸气温度t12排气温度t23冷凝器出口温度t34节流前温度t45节流后温度t56蒸发器出口温度t67冷却水进口温度t78冷却水出口温度t89
12、冷凝压力MpaPK10蒸发压力MpaP011加热功率WNj12压缩机功率WNp13冷却水流量Kg/hG14制冷剂流量Kg/hm六、 循环的压焓图及焓值的查取：1、ph图，图二为循环在ph图上的表示：图 二 无回热循环与有回热循环各点异同点号无回热有回热1压缩机吸气状态压缩机吸气、回热器蒸汽出口状态2压缩机排气状态压缩机排气状态3冷凝器出口状态冷凝器出口状态，回热器进口液体状态4节流前状态节流前，回热器液体出口状态5节流后、蒸发器进口状态节流后、蒸发器进口状态6蒸发器出口状态蒸发器出口、回热器蒸汽进口状态2、焓值查取分别按无回热循环与有回热循环，利用R134a的压焓图查取各自循环的各点状态焓值点号符号单位数值备注1h1KJ/kg2h2KJ/kg3h3KJ/kg4h4KJ/kg5h5KJ/kg6h6KJ/kg对回热循环，应存在如下关系：h1-h6= h3-h4注：可能有一定误差，这是由于测量数据之差取及焓值查取引起的累计误差。七、 数据处理序号名称计算式单位无回热结果有回热结果1制冷量Q0=m(h6-h5)1000/36002压缩机功率消耗N=m(h2-h1)1000/36003制冷系数= Q0/N= (h6-h5)/ (h2-h1)八、 分析根据制冷剂R
