能源與動力工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書指導(dǎo)書

1、制冷（制熱）冰箱綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解分體式熱泵型空調(diào)器工作狀況及R22的焓值變化情況。演示制冷（熱泵）循環(huán)系統(tǒng)工作原理，提高對空調(diào)器的認(rèn)識。故障的發(fā)生與排除方法。2、了解間冷式雙門電冰箱的工作狀況及R12的焓值變化情況。對冰箱的結(jié)構(gòu)加以認(rèn)知，了解單項(xiàng)制冷的組成和故障的排除方法。3、進(jìn)行制冷（熱泵）與冰箱循環(huán)系統(tǒng)粗略的熱力計(jì)算。加深對系統(tǒng)的組成和不可缺少的制冷器件的認(rèn)知。二、實(shí)驗(yàn)裝置1.空調(diào)室內(nèi)機(jī) 2.制冷系統(tǒng)圖 3.故障開關(guān) 4.運(yùn)行演示面板 5.遙控器視窗 6.四通換向閥 7.壓縮機(jī) 8.冷凝風(fēng)扇 9.室外機(jī)組 10.控制面板及儀表 11.故障開關(guān) 12.冰箱制冷系統(tǒng) 13.保

2、鮮室 14.溫度控制器 15.冷凝器 16.空調(diào)故障閥 17.冰箱故障閥 18.冷凍室 19.壓縮機(jī) 20.移動框架演示裝置由全封閉壓縮機(jī)、室內(nèi)機(jī)1、室外機(jī)2、壓縮機(jī)、遙控電控?fù)Q向閥及管路等組成制冷（熱泵）循環(huán)系統(tǒng)；由冰箱用壓縮機(jī)、自散熱式冷凝器，干燥過濾器及毛細(xì)管等組成單項(xiàng)制冷系統(tǒng)。采集由數(shù)顯LCD液晶顯示巡檢儀、LED光柱型智能儀表，高精密壓力傳感器以及高分辨率鉑電阻測溫傳感器等測試儀器所組成。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段空調(diào)器制熱時(shí)，壓縮機(jī)吸入制冷劑蒸氣，在氣缸內(nèi)被壓縮成高溫高壓氣體，經(jīng)排氣閥片排至室內(nèi)側(cè)冷凝器，在冷凝器中，制冷劑被室內(nèi)循環(huán)空氣冷卻成高壓液體，制冷劑釋放出來的熱量加熱空氣，使

3、溫度上升，高壓液體制冷劑通過毛細(xì)管節(jié)流降壓后，進(jìn)入室外側(cè)蒸發(fā)器，吸收室外的熱量變?yōu)檎羝诒粔嚎s機(jī)吸入。如此循環(huán)不止，可見，熱泵型空調(diào)器除由冷風(fēng)型空調(diào)器的通風(fēng)、制冷、除塵去濕的功能外，還多了一個(gè)制熱功能。各部件的作用如下。1.壓縮機(jī)的作用：及低溫低壓的制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑蒸氣。2.室內(nèi)交換器：制熱時(shí)，相當(dāng)于冰箱的冷凝器，將高溫高壓的制冷劑蒸氣冷卻成也太制冷劑，同時(shí)放出熱量，制冷時(shí)，相當(dāng)于冰箱的蒸發(fā)器，制冷劑在其中蒸發(fā)吸收熱量。制冷。3.過濾器：在濾去制冷劑中的雜質(zhì)的同時(shí)吸收制冷劑中的水分。4.毛細(xì)管：降壓節(jié)流，將高溫高壓的液態(tài)制冷劑經(jīng)毛細(xì)管限流后，壓強(qiáng)迅速降低。5.四通電磁閥：改變制冷

4、劑的流動方向，從而達(dá)到制冷的目的。6.室外風(fēng)機(jī)：將室外熱交換器上的熱量或冷氣吹走。7.室內(nèi)風(fēng)機(jī)：將室內(nèi)熱交換器上的冷氣或熱氣吹向房間。8.遙控主控制板：控制呀隨機(jī)的供電和各風(fēng)機(jī)的供電，自動的控制壓縮機(jī)的工作。9.室溫傳感器：當(dāng)室內(nèi)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，傳感器的電阻發(fā)生變化，流過它的電流大小也發(fā)生了變化，這時(shí)給CPU提供了一個(gè)開機(jī)或關(guān)機(jī)的信號，讓CPU自動控制壓縮機(jī)的通電狀態(tài)，從而控制了溫度。10.控制面板及監(jiān)測儀表：本實(shí)驗(yàn)臺是綜合性實(shí)驗(yàn)臺，為了輔助教學(xué)，增設(shè)了監(jiān)測儀表，溫度信號、壓力信號采集等并由智能儀表全屏顯示，并能時(shí)時(shí)記錄相應(yīng)的溫度、壓力及功耗，更有助于學(xué)生對儀表的認(rèn)知能力，為以后的學(xué)習(xí)奠定

5、了基礎(chǔ)。11.故障開關(guān)：分析故障的原因與故障的排除方法，既能在學(xué)習(xí)的同時(shí)又能排除所未遇見的故障，從而加深了學(xué)習(xí)的興趣。電冰箱在消耗電能條件下，利用制冷劑（如氟利昂）在系統(tǒng)中蒸發(fā)來大量吸收箱內(nèi)的熱量，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。其制冷循環(huán)原理：利用物態(tài)變化過程中的吸熱現(xiàn)象，使之氣液循環(huán)，不斷地吸收和放熱，已達(dá)到制冷的目的。其具體過程是：通電后壓縮機(jī)工作，將蒸發(fā)器內(nèi)以吸熱的低壓、低溫氣態(tài)制冷劑吸入，經(jīng)壓縮后，形成高壓、高溫蒸氣，進(jìn)入冷凝器，制冷劑降為室溫時(shí)變?yōu)橐簯B(tài)。再通過毛細(xì)管進(jìn)入蒸發(fā)器，由于毛細(xì)管的節(jié)流作用，壓力急劇下降，液態(tài)制冷劑九立即沸騰蒸發(fā)，吸收箱內(nèi)的熱量變成低壓、低溫的蒸汽，再次被壓縮機(jī)吸入。如此不

6、斷循環(huán)，將冰箱內(nèi)部熱量不斷的轉(zhuǎn)移到箱外。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)中需要首先了解熱泵與冰箱的構(gòu)造結(jié)合理論知識將試驗(yàn)臺測試系統(tǒng)的流程繪制出來；根據(jù)空調(diào)及電冰箱各監(jiān)測的溫與排氣壓力在焓圖找出R12、R22的焓值變化情況。五、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.復(fù)習(xí)制冷設(shè)備原理書中關(guān)于熱泵的介紹。2.復(fù)習(xí)制冷壓縮機(jī)中關(guān)于壓縮機(jī)部分的介紹。3.學(xué)習(xí)四通換向閥的基本工作原理。4.認(rèn)真復(fù)習(xí)指導(dǎo)書的操作內(nèi)容及注意事項(xiàng)。六、實(shí)驗(yàn)操作步驟1.認(rèn)識試驗(yàn)臺各部件的名稱及作用。2.記錄開機(jī)前空調(diào)器及電冰箱的初始狀態(tài)各點(diǎn)的壓力與溫度。3.記錄開機(jī)后10分、20分、30分、的空調(diào)器及電冰箱各監(jiān)測點(diǎn)的溫度與吸排氣的壓力。4.在焓圖上找出R12、R22的焓值

7、變化情況。5.在教師指導(dǎo)下進(jìn)行空調(diào)器與電冰箱的故障產(chǎn)生及恢復(fù)。八、注意事項(xiàng)及其他說明1.在操作空調(diào)器制冷與制熱切換時(shí)，應(yīng)停機(jī)5分鐘再進(jìn)行，嚴(yán)禁連續(xù)轉(zhuǎn)換開關(guān)緊急切換。2.強(qiáng)制啟動空調(diào)器或電冰箱系統(tǒng)應(yīng)注意間隔時(shí)間約5分鐘。3.在做故障實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡快恢復(fù)正常，不要在有故障的情況下長時(shí)間運(yùn)行，否則會損壞設(shè)備。4.空調(diào)器制冷劑為R22，冰箱系統(tǒng)制冷劑為R12 ，禁止混用。九、思考題1.繪制試驗(yàn)系統(tǒng)圖，表示出制冷與制熱循環(huán)的方向，并表示出各個(gè)測溫點(diǎn)。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析熱泵系統(tǒng)在制冷與制熱情況下各個(gè)工況的不同。十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及數(shù)據(jù)的記錄測試數(shù)據(jù)記錄 測 試 參 數(shù)單 位123平 均吸氣溫度排氣溫度節(jié)流閥前

8、溫度節(jié)流閥后溫度吸氣壓力Mpa排氣壓力Mpa壓縮機(jī)電流壓縮機(jī)電壓室內(nèi)環(huán)境溫度當(dāng)?shù)卮髿鈮簃mbar冰箱壓縮機(jī)吸氣溫度冰箱壓縮機(jī)排氣溫度節(jié)流閥前溫度節(jié)流閥后溫度冰箱壓縮機(jī)吸氣壓力Mpa冰箱壓縮機(jī)排氣壓力Mpa冰箱壓縮機(jī)電流A冰箱壓縮機(jī)電壓V耐火材料線膨脹系數(shù)的測定（工程值）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諢崤蛎浵禂?shù)的概念了解測量熱膨脹系數(shù)的方法二、實(shí)驗(yàn)原理熱膨脹儀（DIL）為使樣品處在一定的溫度程序（升/降/恒溫及其組合）控制下，測量樣品長度隨溫度或時(shí)間的變化過程。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于陶瓷材料、金屬材料、塑膠聚合物、建筑材料、耐火材料、復(fù)合材料等領(lǐng)域。利用熱膨脹儀，可以測量材料的線膨脹與收縮，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，軟化點(diǎn)溫

9、度、相變溫度，研究燒結(jié)過程，優(yōu)化燒結(jié)工藝，做反應(yīng)動力學(xué)研究等。 三、實(shí)驗(yàn)裝置LVDT為位移傳感器，其上連有推桿，通過與樣品的接觸獲取樣品長度的變化信號。樣品處于可控溫的爐體中。在程序溫度（線性升溫、降溫、恒溫及其組合等）過程中，使用LVDT連續(xù)測量樣品的長度變化。四、實(shí)驗(yàn)方法1、打開DIL402PC測量單元、爐子電源、計(jì)算機(jī)電源。預(yù)熱半小時(shí)后，可以開始測試。2、打開Proteus 軟件。 3、樣品制備：首先進(jìn)行樣品制備（標(biāo)準(zhǔn)尺寸為25mm*Ø6mm），保證樣品兩個(gè)端面平整，測量并記錄樣品長度。將樣品放入支架上，關(guān)閉爐體.4、點(diǎn)擊“文件”菜單下的“打開”，選擇測量模式為“修正樣品”，輸

10、入樣品名稱、編號/質(zhì)量，點(diǎn)”下一步”，再點(diǎn)”下一步”，檢查填入的參數(shù)是否正確,點(diǎn)”下一步”。5、將終止溫度改為樣品測試需要的溫度,點(diǎn)”下一步”，取名,并”保存”， 點(diǎn)”下一步”。6、點(diǎn)”開始等待到”,等樣品溫度達(dá)到并穩(wěn)定在設(shè)定的50后,點(diǎn)”開始測量”。 7、測量結(jié)束后打開分析軟件對曲線進(jìn)行分析。不要關(guān)閉主機(jī)及爐子電源，待爐體自然冷卻到室溫后，取出樣品。 注意事項(xiàng) 1、 保持樣品的清潔，應(yīng)使用鑷子夾取，避免用手觸摸。 2、 在測量的溫度范圍內(nèi)，保證測試的樣品絕對不能與樣品支撐、樣品支架或熱電偶發(fā)生反應(yīng)，不能熔融。如不確定，請使用其他單獨(dú)的爐子試燒。在樣品兩端加上隔片。 3、 應(yīng)盡量避免在儀器極限

11、溫度（1600）附近進(jìn)行長時(shí)間恒溫操作。 4、 試驗(yàn)完成后，必須等爐溫降到150以下才能打開爐體。 5、 儀器的最大升溫速率為50K/min，最小升溫速率為0.1K/min，一般使用的升溫速率為<5 K/min。 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理得出室溫-500度，Al2O3的線膨脹系數(shù)曲線。熱流體綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一 試驗(yàn)?zāi)康氖炀氄莆展こ塘黧w力學(xué)、傳熱學(xué)及工程熱力學(xué)的相關(guān)知識掌握文丘里管、孔板流量計(jì)的原理掌握沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)的計(jì)算方法熟練掌握吸、散熱相關(guān)公式二、試驗(yàn)設(shè)備熱流體綜合試驗(yàn)臺，管內(nèi)徑為10cm，壁厚為2.5mm。測壓系統(tǒng)：共有18個(gè)測壓點(diǎn)，除一個(gè)測全壓外，其余均測量的為靜壓測溫系統(tǒng)：有

12、4個(gè)熱電偶測溫點(diǎn)和7個(gè)熱電阻測溫點(diǎn)加熱模塊：有6組加熱器，可分別加熱或同時(shí)加熱風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速：有高低兩檔壓力表：有8個(gè)不同量程的壓力表，U形管可測壓三、試驗(yàn)可測數(shù)據(jù)：壓力、溫度、長度、周長。四、試驗(yàn)可計(jì)算得到的數(shù)據(jù)中心流速，文丘里管流量系數(shù)，彎頭和節(jié)流元件的局部阻力系數(shù)和沿程阻力系數(shù)，加熱器加熱功率，流體流量及平均流速，邊界層厚度及邊界層速度變化曲線，散熱量及傳熱系數(shù)，孔板流量計(jì)流量系數(shù)要求至少計(jì)算上述5個(gè)項(xiàng)目。五、涉及學(xué)科：工程流體力學(xué)，傳熱學(xué)，工程熱力學(xué)。六、涉及公式1、伯努利方程2、連續(xù)性方程3、文丘里管流量計(jì)算公式4、局部阻力計(jì)算公式5、沿程阻力計(jì)算公式6、流量計(jì)算公式7、孔板流量計(jì)流量計(jì)算

13、公式8、熱平衡方程式9、牛頓冷卻公式煙氣流線觀測一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒燂L(fēng)洞是利用煙流法觀察空氣流過物體周圍的流動圖形。二、實(shí)驗(yàn)原理煙風(fēng)洞是翼型線流的流譜，其特點(diǎn)是：氣流流過翼型時(shí)，煙流變密，流速加大，壓力降低，翼型前部煙流分叉的地方是駐點(diǎn)，在該處流速等于零。在翼型尾部某一區(qū)域，煙流被沖散、反映流動及不規(guī)則、這里是旋渦區(qū)。隨著沖角的加大、上下翼面煙流的稀密程度相差愈大、壓力差愈大。上翼面速度V大、壓力P小、產(chǎn)生吸力。下翼面速度V小、壓力P大、產(chǎn)生壓力。當(dāng)沖角大于某一角度時(shí)、氣流從翼型前緣就開始分，旋渦區(qū)過于擴(kuò)大，這時(shí)升力迅速降低，阻力急劇增加，這種現(xiàn)象稱為“失速”此時(shí)的沖角稱為“失速沖角”，低速翼型的失速沖角一般在15º20º之間。 三、實(shí)驗(yàn)裝置四、實(shí)驗(yàn)步驟1、點(diǎn)上衛(wèi)生香，放入發(fā)煙器并卡住，使其產(chǎn)生煙流；2、打開日光燈，按裝機(jī)翼組件，調(diào)