制冷裝置自動(dòng)化A(2004級(jí)熱能)答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 2007/2008 學(xué)年 1學(xué)期 制冷裝置自動(dòng)化（A） 試題標(biāo)準(zhǔn)答案擬 題 人： 書寫標(biāo)準(zhǔn)答案人： 擬題學(xué)院（系）： 機(jī)電工程學(xué)院 適用專業(yè)： 熱能工程041-2 （答案要注明各個(gè)要點(diǎn)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）1. 圖1是一個(gè)簡(jiǎn)單的庫房溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，請(qǐng)寫出其自動(dòng)調(diào)節(jié)的框圖，并分別寫出調(diào)節(jié)對(duì)象、發(fā)信器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器所指。（20分）圖1 庫房溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)1.冷庫 2. 溫包 3.溫度控制器 4.電磁閥 5. 冷風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)器執(zhí)行器調(diào)節(jié)對(duì)象發(fā)信器給定值r偏差epq干擾作用被調(diào)參數(shù)(溫度)測(cè)量值z(mì)答：(1) 框圖：（10分） (2) 調(diào)節(jié)對(duì)象：庫房 （2分） 調(diào)節(jié)器：溫度控制器。（2分

2、）發(fā)信器：溫包。 （2分）執(zhí)行器：電磁閥。（2分）被調(diào)參數(shù)：庫房溫度。（2分）2. 如圖2所示。假定箱內(nèi)壁與箱內(nèi)空氣溫度相同，均勻分布，可視為集中參數(shù)，箱壁不蓄熱。箱內(nèi)空氣溫度為，制冷劑蒸發(fā)溫度為2，箱外空氣溫度為s，滲入箱內(nèi)熱量為Q入，制冷劑帶走熱量為Q出。假設(shè)k1箱壁當(dāng)量傳熱系數(shù)；A1箱壁傳熱面積； k2蒸發(fā)器壁當(dāng)量傳熱系數(shù)；A2蒸發(fā)器傳熱面積。（其它參數(shù)可自行合理假定表示。）試建立冷藏箱內(nèi)空氣溫度動(dòng)態(tài)方程。（20分）圖2 冷藏箱對(duì)象示意圖2sQ入Q出冷劑答：滲入冷藏箱的熱量為 （1）式中 ：箱壁當(dāng)量傳熱系數(shù)；：箱壁傳熱面積。（3分）制冷劑帶走的熱量為： （2）式中：蒸發(fā)器壁當(dāng)量傳熱系數(shù)；

3、：蒸發(fā)器傳熱面積。（3分）初始穩(wěn)態(tài)時(shí)，有，當(dāng)滲入熱量與制冷劑帶走熱量不平衡時(shí)，熱容量U發(fā)生變化： （3分）冷藏箱熱容量式中 C：冷藏箱對(duì)象容量系數(shù)， ； mi：箱壁、貨物及設(shè)備質(zhì)量； ：箱壁、貨物、設(shè)備的比熱容； （3分）因此： （3）（5分）故： （2分）上式即為冷藏箱空氣溫度動(dòng)態(tài)方程，方程左邊被調(diào)參數(shù)，是對(duì)象的輸出信號(hào)，方程右邊兩相為輸入信號(hào)，其中箱外溫度為干擾作用參數(shù)，為干擾作用項(xiàng)，為調(diào)節(jié)作用參數(shù)，為調(diào)節(jié)作用項(xiàng)。（1分）3. 利用拉氏變化求解下列動(dòng)態(tài)方程式式中 a1，b0 ，c0不變的實(shí)數(shù)。并求在輸入函數(shù)為以下形式時(shí)的解。（20分） 答：按線性疊加原理，得： （2分）故：（1分）由初始條

4、件，故上式可寫為： 即： （2分）當(dāng)時(shí)，則輸入量的拉氏變換為： （2分） 假設(shè) ， 則：（2分）根據(jù)拉氏變換，上式各項(xiàng)的原函數(shù)為（3分）其中：C1，C2，C3分別為待定系數(shù)。兩邊乘s，并令，可得（2分）兩邊乘，并令，可得（2分）兩邊乘，并令，可得（2分）將,代入得：（2分）4. 試寫出積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性，并畫出Bode圖。（20分）（對(duì)數(shù)幅頻特性圖和對(duì)數(shù)相頻特性圖共10分，每圖5分，要求標(biāo)注完整，圖形描述準(zhǔn)確，否則，酌情減分。）積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)（1分）,與之相對(duì)應(yīng)的頻率特性為（1分），其對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性為： （2分）（2分）當(dāng)，得對(duì)數(shù)幅值為（1分）當(dāng)，得對(duì)數(shù)幅值為（1分）當(dāng)，得

5、對(duì)數(shù)幅值為（1分）200-20-40-900-180G=0.10.20.60.426420604010100幅值（dB）相角（°）（rad/s）1.0 積分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)頻率特性當(dāng)，得對(duì)數(shù)幅值為（1分）當(dāng)頻率增高10倍時(shí)，對(duì)數(shù)幅值下降-20dB時(shí)，對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條傾斜率為-20dB/10倍頻的直線。5. 試選擇計(jì)算蒸氣壓力穩(wěn)定自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥口徑（圖3）。蒸汽最大流量，蒸汽最小流量，調(diào)節(jié)閥閥前壓力0.19MPa（表壓），閥后壓力穩(wěn)定為0.10.002MPa（表壓），閥前p1狀態(tài)的飽和蒸汽密度。（20分）P蒸汽源0.450.25MPa0.19MPa0.10MPa進(jìn)氣變送器調(diào)節(jié)閥溴化鋰制冷機(jī)凝水電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器圖3 穩(wěn)定蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖 解：(1)調(diào)解閥的最大流量為 （2分） (2)調(diào)節(jié)閥的最小流量， （2分） (3)調(diào)節(jié)閥閥前壓力為(絕對(duì)) （2分） (4)調(diào)節(jié)閥閥后壓力為(絕對(duì)) （2分） (5)調(diào)節(jié)閥前、后兩端壓力差為 （1分）(6)蒸汽的壓縮系數(shù)為 （1分）(7)故調(diào)節(jié)閥的蒸汽流動(dòng)為亞臨界流動(dòng)。（2分）(8