实验五模拟电冰箱制冷系数的测量

1、试验五 模拟电冰箱制冷系数的测量一、试验目的1、培育学生理论联系实际，学用结合的实际工作力量；2、学习电冰箱的制冷原理，加深对热学根本学问的理解；3、冰箱的制冷系数。二、电冰箱的制冷原理1、电冰箱制冷的理论根底而不引起外界的变化因此,只能通过某种逆向热力学循环外界对系统作肯定的功使热量从低温物体(冷5lQ1热量， W 是外界对系统所做的功，那么：Q2是系统从低温热源吸取的Q=Q-W(5-1)21电冰箱就是通过逆向热力学循环对循环系统冷端的利用，称为制冷机。图5l图522、制冷的方式 制冷可利用熔解热、升华热、蒸发热、珀尔贴效应等方式。电冰箱则是用氟里昂作制冷剂，当液体氟里昂在蒸发器里大量蒸发(

2、实际是沸腾，但在制冷技术中习惯称为蒸发)时，带走低温处的热量，从而到达制冷的目的。因此，电冰箱是一种利用蒸发热方式制冷的机器。3、制冷剂氟里昂氟里昂是饱和 合物的氟氯、溴衍生物的统称。本12CCLFR12。R122 210%左右时，800以上的明火时，会分解产生对人体有害的毒气。R12沸点(latm)-29.8凝固点(latm)-155临界温度112临界压力4.06Mpa4、真实气体的等温线制冷剂在循环过程中的状态变化，遵循真实气体的状态变化规律其P-V图如图5-2 所示。从图 5-2 中可见，真实气体的等温线并非都是等轴双曲线。如在lm 局部，真实气体的等温线与抱负气体的等温线相像；在 m

3、点气体开头液化，在 m 至n 点这段气体的液化过程中，气体体积虽在削减， nmnno不易压缩性。随着温度的上升，气液体共存状态的范围从mnmn线段，而饱和蒸汽压增高。温度连续上升，等温线的平直局部缩成一点，在PVK，称临界点。通过临界点的等温线称临界等温线。在临界等温线以上，压力无论怎样加大，气体不行能再液化。mKnnKnKX=0mKmKX=1干度XX=0.330%，饱70%。5、电冰箱的制冷循环54所示，其中图53为循环示意图，图54表示在PV图上的制冷循环过程。图5354散热器使高温高压蒸汽放热冷凝为中温高压液体；毛细管使中温高压液体节流膨胀为低温低压汽液混的具体状况如下：(l)压缩过程(

4、绝热过程) 在压缩过程中，由于压缩机活塞的运动速度很快，可近似地将此过程看P-VW。(2)冷凝过程(等压过程)从压缩机排出的制冷剂刚进入冷凝器时是过热蒸汽，它被空气冷却成干体，再进一步冷却成过冷液体。一般状况下，进入毛细管之前的制冷剂是过冷液体，这是等压过程，为冷疑压力 P ，在P-V 图中为一条水平线，在此过程中制冷剂放出热量1Q1.(3)减压过程(绝热过程)下降，此即焦耳一汤姆孙节流过程，在P-V图中为一条绝热线。(4)蒸发过程(等压过程)从毛细管出口经过蒸发器进入压缩机吸入口为止的制冷剂，状态尽管有P。进入蒸发器的制冷剂是汽液混合体，制冷剂在通过蒸发器的过2程中从四周吸取热量，蒸发成干饱

5、和蒸汽，再进一步成过热蒸汽被压缩机吸入，在 P-V 图中为一条水平线，在此过程中制冷剂吸取热量 Q 。2以上四个过程，构成电冰箱的制冷循环过程。6、制冷系数依据热力学其次定律，制冷机的制冷系数为： =(5-2)从上式可以看出，压缩机对系统所作的功 W 越小，自低温热源吸取的热量Q 越多，则制冷系数越211。如把制冷机看作逆向卡诺循环机，则制冷系数为： =(5-3)由此式可见T1T2越接近，即冷冻室的温度与室温越接近时，制冷系数越大，也就是说消耗同的功率，可以从低温热源吸取较多的热量，从而获得较好的制冷效果。当冰箱里没有需要深度冷冻的物品时，不必将冷冻室的温度调得很低，一般保持在-5左右即可，这

6、样可以省电。三、试验装置本试验所用的装置主要有：模拟电冰箱制冷系数测定装置55解上述电冰箱的制冷原理，比照实物，搞清试验中装置各局部的作用。l、冷冻室其组成是在杜瓦瓶中盛三分之二深度的含水酒精作冷冻物；用蛇形管蒸发制冷剂吸热用加热器平衡制冷剂蒸发时的吸热，并用马达带动搅拌器使冷冻室内温度均匀。温度计 t0水酒精的温度，以判定冷冻室是否已到达了热平衡。用于读出冷冻室内含2、冷凝器散热器，在试验装置的背后，接“冷凝汽入口B“和“冷凝器出口E“。3、枯燥管和毛细管内装有吸湿剂，用于滤除制冷剂中可能存在的微量水分和杂质防止在毛细管中产生冰堵塞或脏堵塞。内径小于0.2毫米的毛细管用于制冷剂节流膨胀，产生

7、焦耳汤姆孙效应。4、压缩机和电流表压缩制冷剂使其压力由低变高。电流表用于监测压缩机的工作电流当电流大于 1 安培时，制冷系统可能有堵塞状况发生。电流表后装有通电延时器，以防压缩机启动时电流过载。P ，其效率电0.8；压缩机也因种种损耗，用于压缩汽体电的功率小于电动机输向压缩机的功率，其效率功率)。0.65。因此压缩机对制冷剂作功的功率P(简称压缩机压P= P =电电P =0.52P压电电图555、接线柱I、U、*和调压变压器接线柱共两组，I、U 、*组用于接测量加热功率的功率计：I 、U加加电电或沟通电压表(I、*接线柱短接)，但事前需作出电流功率或电压功率定标曲线。试验时依据测得的电流值或电

8、压值，查得实际的功率值。U，以转变加热功率。6K1K2为加热器电源开关。四、试验内容1、比照讲义和实物，认清仪器的各个局部，搞清楚它们的作用。2、连接功率因数表，方法如下：功率因数表后面有六个接线插孔，分别标为左边上、中、下和右边上、中、下。旋下主机中部下方56。3、合上右侧制冷开关，冰箱压缩机组开头工作。观看压缩机的电压、电流是否正常正常电压约220V，1A0.9MPa0.1MPa4、先将加热器的调压变压器手柄逆时针旋到底，即输出电压为0搅拌器开头工作，冷冻室伴有稍微振动。同时，数显温控仪也开头工作，连续测量显示冷冻室温度，精度0.1。可设定温控上限，加热时一旦超限会自动断开加热器电源，以保

9、安全。0以下，顺时针旋转调压变压器手柄，开头加热。调整时留意观看电压、电流表的指示。加热后，冷冻室的温度下降速度开头变慢，转变加热功率，可使冷冻室温度在某一个温度时保持稳定不变，此时，加热器的放热量。登记此时的冷冻室温度VI 、功压压率因数、加热器电压V 、电流I 、功率因数压加加，按下式计算：加压缩机输入功率 P V I压压压压压缩机制冷功率 P=0.52P压因温度到达平衡，说明蒸发器吸热功率等于加热器发热功率，即：Q=P 加V I加加加此温度下的制冷系数为454、5曲线。6、取数据点的方法有两种：但实际操作时，要调加热功率恰好使温度稳定在某一个整数比较困难，需反复调整，很花时间。效果同样，建议承受。7、分析争辩本试验的系统误差。五、留意事