實(shí)驗(yàn)二 熱力膨脹閥性能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

實(shí)驗(yàn)二熱力膨脹閥性能實(shí)驗(yàn)（合肥校區(qū)）1、熱力膨脹閥容量實(shí)驗(yàn)（合肥校區(qū)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生定性定量地觀察當(dāng)感溫包感受到過(guò)熱度發(fā)生變化時(shí)，熱力膨脹閥的開度將如何變化。以一種直觀的方式加深對(duì)熱力膨脹閥工作機(jī)理的理解。2、當(dāng)彈簧預(yù)緊力發(fā)生變化時(shí)，觀察閥門的開度如何變化，反映在流量上又有如何變化。3、觀察背壓改變時(shí)，通過(guò)閥門的流量如何變化。4、學(xué)習(xí)和了解本實(shí)驗(yàn)中所涉及的各種參數(shù)測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、膨脹閥靜止過(guò)熱度調(diào)定將感溫包放置在0°C恒溫槽內(nèi)，調(diào)節(jié)進(jìn)口壓力為-3.5°C時(shí)制冷劑所對(duì)應(yīng)的飽和壓力再加上通過(guò)閥的名義壓力降，調(diào)節(jié)膨脹閥彈簧使出口壓力為-3.5C時(shí)制冷劑所對(duì)應(yīng)的飽和壓力，則此時(shí)靜止過(guò)熱度即為3.5Co2、膨脹閥名義容量試驗(yàn)2.1將膨脹閥在蒸發(fā)溫度5°C時(shí)調(diào)定靜止過(guò)熱度3.5Co2.2逐步升高恒溫槽溫度，溫度變化增值不超過(guò)1C,同時(shí)調(diào)節(jié)膨脹閥前、后的手動(dòng)閥，使膨脹閥進(jìn)口壓力保持5°C時(shí)制冷劑所對(duì)應(yīng)的飽和壓力再加上通過(guò)閥的名義壓力降，出口壓力為5C時(shí)制冷劑所對(duì)應(yīng)的飽和壓力，然后記錄每一過(guò)熱度所對(duì)應(yīng)的通過(guò)膨脹閥的氣體流量。2.3根據(jù)上述記錄，繪制膨脹閥過(guò)熱度-流量特性曲線，在過(guò)熱度為7.5C處作垂直線與特性曲線相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值就是被測(cè)閥的名義流量。三、實(shí)驗(yàn)原理在制冷系統(tǒng)中，熱力膨脹閥是至關(guān)重要的部件，它設(shè)置于蒸發(fā)器進(jìn)液口的供液管道上。通過(guò)設(shè)置在蒸發(fā)器出口管上的感溫包確定回氣過(guò)熱度的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)熱力膨脹閥的開啟度，以調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量。與此同時(shí)，將由高壓貯液器或冷凝器來(lái)的高壓液態(tài)制冷劑膨脹降壓到與蒸發(fā)壓力相同的低溫低壓狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)裝置采用的內(nèi)平衡式熱力膨脹閥由閥體、閥座、閥針、調(diào)節(jié)桿座、調(diào)節(jié)桿、彈簧、過(guò)濾器、傳動(dòng)桿、感溫包、毛細(xì)管、氣箱蓋和感應(yīng)薄膜等組成，感溫包里灌注R22，把它放置于水浴中，用以模擬感受蒸發(fā)器回氣溫度變化；毛細(xì)管是用直徑很細(xì)的銅管制成，其作用是將感溫包內(nèi)由于溫度的變化而造成的壓力變化傳遞到動(dòng)力室的波紋薄膜上去。波紋薄膜由于動(dòng)力室中壓力的變化而產(chǎn)生的位移通過(guò)其下方的傳動(dòng)桿傳遞到閥針上，使閥針隨著傳動(dòng)桿的上下移動(dòng)而一起移動(dòng)，以控制閥孔的開啟度。調(diào)節(jié)桿的作用是在系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)中，用以調(diào)整彈簧的壓緊程度來(lái)調(diào)整膨脹閥的開啟過(guò)熱度的。金屬波紋薄膜受有三種力的作用，在膜片的上方，為感溫包中液體（與其感受到的溫度相對(duì)應(yīng)的）的飽和壓力P對(duì)膜片產(chǎn)生的向下推力P,在膜片的下方，受閥座后面與蒸發(fā)器相通的低壓流體對(duì)膜片產(chǎn)生一個(gè)向上的推力po（節(jié)流后壓力）和彈簧的張力W的作用。當(dāng)三力處于平衡狀態(tài)，即滿足P=P0+W時(shí)，膜片不動(dòng)，則閥口處于一定的開啟度。而當(dāng)其中任何一個(gè)力發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)破壞原有的平衡，則閥口的開啟度也就隨之發(fā)生變化，直到建立新的平衡為止。當(dāng)外界情況改變，如由于供液不足或熱負(fù)荷增大，引起蒸發(fā)器的回氣過(guò)熱度增大時(shí)，則感溫包感受到的溫度也升高，飽和壓力p也就增大，因此形成：P>P0+W，這樣就會(huì)導(dǎo)至膜片下移，使閥口開啟度增大，制冷劑的流量也就增大，直至供液量與蒸發(fā)量相等時(shí)達(dá)到另一平衡。反之，若由于供液過(guò)多或熱負(fù)荷減少，引起蒸發(fā)器的回氣過(guò)熱度減小，使感溫包感受到的溫度也降低時(shí)，則飽和壓力P也就減小，因此形成：PVP^W,這樣就會(huì)導(dǎo)至膜片上移,使閥口開啟度減小，制冷劑的供液量也就減少，直至與蒸發(fā)器的熱負(fù)荷相匹配為此。另外，從上述關(guān)系也可看出，調(diào)節(jié)不同的彈簧預(yù)緊力W,便能獲得使閥口開啟的不同過(guò)熱度。與調(diào)定的彈簧預(yù)緊力W相對(duì)應(yīng)的制冷劑的過(guò)熱度稱為靜裝配過(guò)熱度（又稱開啟過(guò)熱度）。一般希望蒸發(fā)器的過(guò)熱度維持在3?5°C的范圍內(nèi)。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)裝置參照J(rèn)B/T3548-91行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“膨脹閥空氣實(shí)驗(yàn)”裝置改建而成，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔直觀、容易操作。1、 氣路：氣源---壓力調(diào)節(jié)閥---閥前壓力表---被測(cè)熱力膨脹閥---閥后壓力表---閥后壓力調(diào)節(jié)閥---流量計(jì)及連接銅管組成；2、 溫控系統(tǒng)：恒溫槽（由水箱、電加熱器、水泵、AI708溫控儀、固態(tài)繼電器、PT100溫度傳感器組成）。a、 恒溫水浴溫度由AI708溫控儀、固體繼電器控制輸出。b、 被測(cè)閥為RF12型熱力膨脹閥，最大通徑1.2mm,進(jìn)口接管規(guī)格為010mm,出口接管規(guī)格為°12mm。c、 通流量由LZB-10型玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量，測(cè)量范圍為0.25-2.5m3/hod、 閥的前后壓力選用Y-60T型直讀式壓力表，測(cè)量范圍分別為0-1.6MPa和0-0.6MPa。五、實(shí)驗(yàn)方法設(shè)定閥的前后壓力，通過(guò)改變感溫包的過(guò)熱度，來(lái)改變熱力膨脹閥的開度，從而實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。JB/3548-91規(guī)定的熱力膨脹閥名義工況制冷劑名稱蒸發(fā)溫度蒸發(fā)壓力通過(guò)閥的壓力降△膨脹閥靜止過(guò)熱度過(guò)熱度變化R125C0.36MPa0.41MPa3.5C4C六、操作步驟一）膨脹閥靜止過(guò)熱度調(diào)定實(shí)驗(yàn)1、準(zhǔn)備一個(gè)冰瓶，內(nèi)裝冰水，將熱力膨脹閥感溫包和溫度傳感器一并放入；2、 待調(diào)節(jié)器面板上溫度穩(wěn)定在0°C后，將氮?dú)馄块y門開至最大，緩緩調(diào)節(jié)氮?dú)鉁p壓閥至閥前壓力顯示為0.69（0.28+0.41）Mpa；3、 微開熱力閥背壓調(diào)節(jié)閥門，使氣體流量W0.25m3/h；4、 調(diào)節(jié)膨脹閥底部彈簧力使閥后壓力為0.28Mpa（R12在-3.5C時(shí)對(duì)應(yīng)的飽和壓力），則此時(shí)調(diào)定的靜止過(guò)熱度即為3.5C（此時(shí)氣體流量在0.25~0.5m 繪制被測(cè)熱力膨脹閥過(guò)熱度--流量特性曲線 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 繪制被測(cè)熱力膨脹閥過(guò)熱度--流量特性曲線 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（二） 膨脹閥名義容量實(shí)驗(yàn)1、 在恒溫槽內(nèi)加入冰塊，使槽內(nèi)溫度低于8.5C；2、 調(diào)節(jié)器面板上設(shè)定槽內(nèi)溫度為8.5（蒸發(fā)溫度為5C+3.5C的過(guò)熱度）C,并按下確認(rèn)鍵；3、 依次啟動(dòng)循環(huán)水泵、電加熱器，并查看恒溫槽溫度變化；4、 當(dāng)?shù)蜏夭鄯€(wěn)定在8.5C時(shí)，將氮?dú)馄块y門開至最大，緩緩調(diào)節(jié)氮?dú)鉁p壓閥至閥前壓力顯示為0.77（0.36+0.41）Mpa，調(diào)節(jié)熱力閥背壓調(diào)節(jié)閥使壓力為0.36Mpa，此時(shí)氣體流量在0.25~0.5m3/h之間為宜，記錄一組數(shù)據(jù)；5、 逐步升高恒溫槽溫度，溫度變化增值不超過(guò)0.5C，同時(shí)調(diào)節(jié)膨脹閥前、后的手動(dòng)閥，使膨脹閥閥前壓力保持0.77MPa，出口壓力為0.36MPa，然后記錄每一過(guò)熱度所對(duì)應(yīng)的通過(guò)膨脹閥的氣體流量。6、 根據(jù)上述記錄，繪制膨脹閥過(guò)熱度一流量特性曲線，在過(guò)熱度為7.5C處作垂直線與特性曲線相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值就是被測(cè)閥的名義容量。注：如果時(shí)間、條件（足夠的冰）允許，可以做一個(gè)名義容量的反行程特性曲線，找出正反行程各測(cè)點(diǎn)的遲滯偏差。（三） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束1、 關(guān)閉氮?dú)馄繙p壓閥；2、 關(guān)閉氮?dú)馄恐鏖y；3、 依次關(guān)閉電加熱器、循環(huán)水泵；4、 關(guān)閉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源。七、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理2、熱力膨脹閥動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)（合肥校區(qū)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笸ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)加深理解制冷壓縮機(jī)和熱力膨脹閥參數(shù)之間的相互耦合對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。了解感溫包溫度突變時(shí)閥后壓力P2的變化過(guò)程，測(cè)定閥后壓力變化曲線的時(shí)間常數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按熱力膨脹閥名義工況的要求，恒定閥前壓力為40°C時(shí)冷凝溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力（R12為0.86MPa）,調(diào)定空氣出口處閥門為一定開度，測(cè)定感溫包的溫度突升突降時(shí)閥后壓力P2的變化過(guò)程。三、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)裝置參照J(rèn)B/T3548-91行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“膨脹閥空氣實(shí)驗(yàn)”裝置改建而成，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔直觀、容易操作。4、 氣路：氣源---壓力調(diào)節(jié)閥---閥前壓力表---被測(cè)熱力膨脹閥---閥后壓力表---閥后壓力調(diào)節(jié)閥---流量計(jì)及連接銅管組成；5、 溫控系統(tǒng)：恒溫槽（由水箱、電加熱器、水泵、AI708溫控儀、固態(tài)繼電器、PT100溫度傳感器組成）。a、 恒溫水浴溫度由AI708溫控儀、固體繼電器控制輸出。b、 被測(cè)閥為RF12型熱力膨脹閥，最大通徑1.2mm,進(jìn)口接管規(guī)格為010mm,出口接管規(guī)格為°12mm。c、 通流量由LZB-10型玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量，測(cè)量范圍為0.25-2.5m3/hod、 閥的前后壓力選用Y-60T型直讀式壓力表，測(cè)量范圍分別為0-1.6MPa和0-0.6MPa。四、實(shí)驗(yàn)原理閥后壓力P2隨感溫包溫度突降突升時(shí)變化過(guò)程的時(shí)間常數(shù)為閥后壓力變化至全變化量的63.2%的時(shí)間。一般設(shè)計(jì)要求感溫包溫度突然上升時(shí)的時(shí)間常數(shù)比感溫包溫度突然下降時(shí)的時(shí)間常數(shù)要大得多。熱力膨脹閥感溫包時(shí)間常數(shù)這種動(dòng)態(tài)特性是由于在感溫包中放置了一種能延滯充注工質(zhì)的氣化但對(duì)充注工質(zhì)的冷凝并無(wú)太大影響的物體，使得感溫包感受溫度由高向低變化時(shí)，其中的充注工質(zhì)在物體表面迅速液化，而在感溫包感受溫度由低向高變化時(shí)，蒸發(fā)氣化較慢。在蒸發(fā)器出口過(guò)熱度突然降低時(shí)，感溫包較短的突降時(shí)間常數(shù)使得熱力膨脹閥很快關(guān)?。ɑ蜿P(guān)閉），避免較大的時(shí)間滯后使得有濕蒸氣進(jìn)入壓縮機(jī)；而當(dāng)在蒸發(fā)器出口過(guò)熱度升高時(shí)，感溫包較大的上升時(shí)間常數(shù)使得熱力膨脹閥動(dòng)作滯后，起到抑制閥的調(diào)節(jié)振蕩的作用。五、實(shí)驗(yàn)方法和步驟將冰瓶與恒溫槽的設(shè)定溫度相差10°C以上。調(diào)節(jié)壓力控制閥使閥前壓力P1恒定在0.86MPa，將感溫包先放置在冰瓶中直至穩(wěn)定，然后將其迅速移至恒溫槽中，等穩(wěn)定后再將感溫包迅速?gòu)暮銣夭垡浦帘恐兄敝练€(wěn)定。記錄感溫包溫度和閥后壓力P2隨時(shí)間的變化過(guò)程。1、 在恒溫槽中加入冰塊，使其溫度低于12Co2、 將感溫包連同PT100溫度傳感器一同放置在0C冰瓶中3、 設(shè)定恒溫槽溫度為12C，啟動(dòng)恒溫槽的工作按鈕；待恒溫槽溫度穩(wěn)定后，打開氮?dú)馄块y門，調(diào)節(jié)氮?dú)馄可系臏p壓閥使其出口壓力（閥前表壓）為0.86MPa；4、 調(diào)節(jié)閥后壓力閥門（粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個(gè)閥門）使氣體流量穩(wěn)定在0.25—0.5m3/h之間，等閥后壓力P2穩(wěn)定后開始記錄感溫包溫度和閥后壓力P2的數(shù)據(jù)；5、 快速將感溫包和溫度傳感器一同放入恒溫槽內(nèi)，記錄溫度壓力變化直至穩(wěn)定（約200s）6、 再次將感溫包和溫度傳感器一同放入冰瓶?jī)?nèi)，記錄溫度壓力變化直至穩(wěn)定；六、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理1、