制冷系統(tǒng)綜合試驗臺設計（量熱器及總體設計）開題報告.doc

河南科技大學畢業(yè)設計（論文）開題報告（學生填表）院系：車輛與動力工程學院2007年4月12日課題名稱制冷系統(tǒng)綜合試驗臺設計（量換熱器及總體設計）學生姓名專業(yè)班級課題類型工程設計指導教師職稱課題來源科研1.設計（或研究）的依據(jù)與意義依據(jù)：國際標準ISO917-1974制冷壓縮機的試驗和國家標準GB5773-87“容積式制冷壓縮機性能試驗方法”。，該試驗臺采用“第二制冷劑電量熱器法”作為主測，其原理是利用量熱器內(nèi)充注的與被測壓縮機制冷系統(tǒng)相隔離的第二制冷劑作為熱交換介質(zhì)，將制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量與電加熱器產(chǎn)生的熱量相互交換，達到平衡時，通過測量加熱電量而得出制冷量的一種間接試驗方法；同時采用液體質(zhì)量流量計法作為輔測，計算出它在規(guī)定工況條件下轉換成氣態(tài)所必須吸收的熱量，即制冷量。換熱器設計所遵循或參照的相應規(guī)定和標準：制冷裝置用壓力容器（JB/T6917-93）、單元式空氣調(diào)節(jié)機組用冷凝器型式與基本參數(shù)（JB/T5444-91）、鋼制殼管式換熱器（GB151）、制冷設備通用技術規(guī)范（GB9237）等。設計的關鍵是蒸發(fā)器的大小，它影響制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的充注量。意義：該綜合性試驗臺采用第二制冷劑法以及數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開啟度和冷凝器冷卻水閥的開啟度達到設定工況時采集記錄各工況參數(shù)，如，吸排氣壓力、過冷溫度、量熱器出口溫度等，進而得出制冷量、輸入功率、EER值，進行對比分析各工況的這些量值，得出與壓縮機相匹配的最佳工況，所以該試驗臺可以滿足產(chǎn)品檢測的需要。在該試驗臺上通過改變各輸入?yún)?shù)的變化得出各參數(shù)對壓縮機或制冷系統(tǒng)其他部件性能的影響大小，對于影響大的，通過針對性的改善這些部件的某些部分從而使其性能得到改善，最終使部件的設計優(yōu)化，制冷系統(tǒng)的性能優(yōu)化。此外，可以進行不同制冷劑的變工況性能實驗，得到各種性能參數(shù)隨蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的變化關系，得出各制冷劑的同工況下相應制冷量、輸入功率、EER值等，進行比較找出最佳的制冷劑，為將來無氟技術的徹底實現(xiàn)提供參考。還可以在其上進行研究制冷劑充注量與各種工況的關系等多種科研過程。2.國內(nèi)外同類設計（或同類研究）的概況綜述從二十世紀后半葉開始，隨著制冷行業(yè)的發(fā)展，有關制冷系統(tǒng)的試驗臺作為各制冷系統(tǒng)部件的標準之一的體驗與實現(xiàn)更是得到前所未有的高速發(fā)展，從手動到半自動，再到全自動。但綜述起來，其研究方向主要集中在以下幾個方面。1模糊控制在制冷系統(tǒng)中的應用。隨著電子計算機以及控制的發(fā)展，特別是模糊控制在制冷系統(tǒng)中的應用，制冷系統(tǒng)試驗臺實現(xiàn)了全自動控制，即借助與人們對量熱器試驗臺長期受的手動控制的經(jīng)驗，也就是手動控制吸氣溫度，吸排氣壓力來調(diào)到規(guī)定工況下的參數(shù)值的經(jīng)驗，引入模糊控制理論，以語言形式定性描述這些參數(shù)的被控過程，來實現(xiàn)試驗臺的全自動控制。2計算機仿真技術在制冷系統(tǒng)研究與優(yōu)化設計中的運用。自20世紀60年代，仿真技術在制冷領域中得到廣泛應用，仿真技術是計算機技術的一種，它的產(chǎn)生和發(fā)展有著濃厚的工程實際應用。計算機仿真就是在計算機上用數(shù)字形式表達實際系統(tǒng)的運動規(guī)律，具有以下特點：a，用對系統(tǒng)和過程的仿真模擬方法取代傳統(tǒng)實驗方法，可以節(jié)省大量人力，物力，同時還能提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)時間；b，強了對過程特性的研究和分析，即逐步以動態(tài)分析法取代傳統(tǒng)的靜態(tài)分析法，使建立的數(shù)學模型更加接近實際的系統(tǒng)或過程，準確性提高；c，單個部件的仿真和對整個系統(tǒng)的仿真使得人們對部件特性和系統(tǒng)特性均能進行比較詳盡的研究，可對產(chǎn)品開發(fā)和改進提供方向性指導；d，最優(yōu)化方法的廣泛應用，包括最優(yōu)化設計和最佳工況調(diào)節(jié)和控制等，大大提高了系統(tǒng)設計和過程控制的質(zhì)量；e，變以往典型工況設計為全過程工況設計，提高了系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)運行的效率。3建模方法與仿真研究在復雜制冷系統(tǒng)中的運用。采用基于圖形法的變頻壓縮機和膨脹閥的仿真模型以及分布參數(shù)法換熱器和管路模型，使得模型可以用來分析系統(tǒng)制冷劑充注量，壓縮機頻率，連接管路結構，系統(tǒng)換熱器結構，風量與環(huán)境溫濕度條件對整個系統(tǒng)以及每個支路的影響，并具有較高的精度和計算效率。相關文獻有：冷空調(diào)系統(tǒng)計算機仿真技術綜述邵雙全石文星陳華俊李先庭彥啟森清華大學建筑技術科學系；小型全封閉活塞式制冷壓縮機穩(wěn)態(tài)仿真肖浩胡益雄中南大學長沙；空調(diào)器制冷系統(tǒng)仿真技術實用化研究陶建辛春蘭集團孫慶寬楊亞東春蘭電器研究所；復雜制冷系統(tǒng)通用建模方法與仿真研究邵雙全石文星李先庭清華大學建筑技術科學系。3.課題設計（或研究）的內(nèi)容設計用于測量5HP以下蒸汽壓縮式制冷機在不同工況下的制冷量、消耗功率、能效比以及制冷系統(tǒng)各關鍵參數(shù)的綜合性試驗臺。該性能試驗臺按照國際標準SIO917-1974制冷壓縮機的試驗和國家標準GB5773-87“容積式制冷壓縮機性能試驗方法”進行設計。主要試驗方法采用第二制冷劑量熱器法。校核實驗方法采用水冷冷凝器量熱器法。同時還可進行風冷冷凝器的試驗，風冷冷凝器放置在一風洞，進風溫度可調(diào)。主要技術參數(shù)如下：1系統(tǒng)工質(zhì)：R22；2第二制冷劑：R12；3容量范圍：1750-15000W；4試驗工況范圍：蒸發(fā)溫度-2515；5試驗壓縮機功率：5kW；6試驗壓縮機電源：380V；7整機功率：30kW。4.設計（或研究）方法根據(jù)第二制冷劑量熱器發(fā)，設計試驗臺各種設備，并進行布置。5.實施計劃第6-7周查閱相關資料，健碩國內(nèi)外相關文獻，明確課題內(nèi)容和預期目標第8-12周詳細分析計算風冷式和水冷式冷凝器的換熱機理，以及量熱器內(nèi)部的流體流動與傳熱機理；然后繪制必要的加工制作圖第13-