能源与动力工程专业综合实验指导书指导书概要中学教育中学实验办公文档说明文书.pdf

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1、 制冷（制热）冰箱综合实验指导书 一、实验目的 1、了解分体式热泵型空调器工作状况及R22的焙值变化情况。演示制冷（热 泵）循环系统工作原理，提高对空调器的认识。故障的发生与排除方法。2、了解间冷式双门电冰箱的工作状况及R12的焙值变化情况。对冰箱的结 构加以认知，了解单项制冷的组成和故障的排除方法。3、进行制冷（热泵）与冰箱循环系统粗略的热力计算。加深对系统的组成 和不可缺少的制冷器件的认知。二、实验装置 演示装置由全封闭压缩机、室内机1、室外机2、压缩机、遥控电控换向阀 及管路等组成制冷（热泵）循环系统；山冰箱用压缩机、自散热式冷凝器，干燥 过滤器及毛细管等组成单项制冷系统。采集山数显LC

2、D液晶显示巡检仪、LED 光柱型智能仪表，高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器 1 1空调室内机2制冷系所组成。三、实验原理、方法和手段 空调器制热时，压缩机吸入制冷剂蒸气，在气缸内被压缩成高温高压气体,经排气阀片排至室内侧冷凝器，在冷凝器中，制冷剂被室内循环空气冷却成高压 液体，制冷剂释放出来的热量加热空气，使温度上升，高压液体制冷剂通过毛细 管节流降压后，进入室外侧蒸发器，吸收室外的热量变为蒸汽，在被压缩机吸入。如此循环不止，可见，热泵型空调器除山冷风型空调器的通风、制冷、除尘去湿 的功能外，还多了一个制热功能。各部件的作用如下。1 压缩机的作用：及低温低压的制冷剂压缩成

3、高温高压的制冷剂蒸气。2.室内交换器：制热时，相当于冰箱的冷凝器，将高温高压的制冷剂蒸气冷 却成也太制冷剂，同时放出热量，制冷时，相当于冰箱的蒸发器，制冷剂在其中 蒸发吸收热量。制冷。3.过滤器：在滤去制冷剂中的杂质的同时吸收制冷剂中的水分。4.毛细管：降压节流，将高温高压的液态制冷剂经毛细管限流后，圧强迅速 降低。5.四通电磁阀：改变制冷剂的流动方向，从而达到制冷的目的。6.室外风机：将室外热交换器上的热量或冷气吹走。7.室内风机：将室内热交换器上的冷气或热气吹向房间。8.遥控主控制板：控制呀随机的供电和各风机的供电，自动的控制压缩机的 工作。9.室温传感器：当室内环境温度发生变化时，传感器

4、的电阻发生变化，流过 它的电流大小也发生了变化，这时给CPU提供了一个开机或关机的信号，让CPU 自动控制压缩机的通电状态，从而控制了温度。10.控制面板及监测仪表：本实验台是综合性实验台，为了辅助教学，增设了 监测仪表，温度信号、压力信号采集等并山智能仪表全屏显示，并能时时记录相 应的温度、压力及功耗，更有助于学生对仪表的认知能力，为以后的学习奠定了 基础。11故障开关：分析故障的原因与故障的排除方法，既能在学习的同时乂能排 除所未遇见的故障，从而加深了学习的兴趣。电冰箱在消耗电能条件下，利用制冷剂（如氟利昂）在系统中蒸发来大量吸 收箱内的热量，实现制冷的口的。其制冷循环原理：利用物态变化过

5、程中的吸热 现象，使之气液循环，不断地吸收和放热，已达到制冷的LI的。其具体过程是:通电后压缩机工作，将蒸发器内以吸热的低压、低温气态制冷剂吸入，经压缩后，形成高压、高温蒸气，进入冷凝器，制冷剂降为室温时变为液态。再通过毛细管 进入蒸发器，山于毛细管的节流作用，圧力急剧下降，液态制冷剂九立即沸腾蒸 发，吸收箱内的热量变成低压、低温的蒸汽，再次被压缩机吸入。如此不断循环，将冰箱内部热量不断的转移到箱外。系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对

6、系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器四、实验内容 实验中需要首先了解热泵与冰箱的构造结合理论知识将试验台测试系统的 流程绘制出来；根据空调及电冰箱各监测的温与排气压力在熔图找出R12、R22 的焙值变化情况。五、实验准备 1.

7、复习制冷设备原理书中关于热泵的介绍。2.复习制冷压缩机中关于压缩机部分的介绍。3.学习四通换向阀的基本工作原理。4.认真复习指导书的操作内容及注意事项。六、实验操作步骤 1.认识试验台各部件的名称及作用。2.记录开机前空调器及电冰箱的初始状态各点的压力与温度。3.记录开机后10分、20分、30分、的空调器及电冰箱各监测点的温度与吸 排气的压力。4.在焙图上找出R12、R22的焙值变化情况。5.在教师指导下进行空调器与电冰箱的故障产生及恢复。八、注意事项及其他说明 1.在操作空调器制冷与制热切换时，应停机5分钟再进行，严禁连续转换开 关紧急切换。2.强制启动空调器或电冰箱系统应注意间隔时间约5分

8、钟。3.在做故障实验时，应尽快恢复正常，不要在有故障的情况下长时间运行，否则会损坏设备。4.空调器制冷剂为R22,冰箱系统制冷剂为R12,禁止混用。九、思考题 1.绘制试验系统图，表示出制冷与制热循环的方向，并表示出各个测温点。2.根据实验结果，分析热泵系统在制冷与制热情况下各个工况的不同。系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采

9、集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器十.实验报告及数据的记录 测 试数据记录 测试参数 单位 1 2 3 平均 吸气温度 C 排气温度 C 节流阀前温度 C 节流阀后温度 C 吸气压力 Mpa 排气压力 Mpa 压缩机电流 C 压缩机电压 C 室内环境温度 c 当地大气压 ininbar 冰箱压缩机吸气温度 c 冰箱压缩机排气温度 c

10、节流阀前温度 c 节流阀后温度 c 冰箱压缩机吸气压力 Mpa 冰箱压缩机排气压力 Mpa 冰箱压缩机电流 A 冰箱压缩机电压 V 系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来

11、的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器耐火材料线膨胀系数的测定（工程Q值）一、实验目的 掌握热膨胀系数的概念 了解测量热膨胀系数的方法 二、实验原理 热膨胀仪（DIL）为使样品处在一定的温度程序（升/降/恒温及其组合）控制 下，测量样品长度随温度或时间的变化过程。该技术广泛应用于陶瓷材料、金属 材料、塑胶聚合物、建筑材料、耐火材料、复合材料等领域。利用热膨胀仪，可以测量材料的线膨胀与收缩，玻璃化转变温度，软化点温 度、相变温度，研究烧结过程，优化烧结工艺，做反应动力学研究等。三.实验装置 Rim

12、ace lADTsystem Pii sh ID d tuple LVDT为位移传感器，其上连有推杆，通过与样品的接触获取样品长度的变 化信号。样品处于可控温的炉体中。在程序温度（线性升温、降温、恒温及其组 合等）过程中，使用LVDT连续测量样品的长度变化。四、实验方法 1、打开DIL402PC测量单元、炉子电源、计算机电源。预热半小时后，可 以开始测试。2、打开Proteus软件。系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀

13、及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器 3、样品制备：首先进行样品制备（标准尺寸为25mm*06mm）,保证样品两 个端面平整，测量并记录样品长度。将样品放入支架上，关闭炉体.4、点击“文件菜单下的“打开 S 选择测量模式为“修正+样品 S 输入

14、样品名 称、编号/质量，点”下一步”，再点”下一步”，检查填入的参数是否正确，点”下一 步”。5、将终止温度改为样品测试需要的温度，点”下一步”，取名,并”保存”，点”下一步”。6、点”开始等待到”，等样品温度达到并稳定在设定的50 C后，点”开始测量”。7、测量结束后打开分析软件对曲线进行分析。不要关闭主机及炉子电源，待炉体自然冷却到室温后，取出样品。注意事项 1、保持样品的清洁，应使用银子夹取，避免用手触摸。2、在测量的温度范围内，保证测试的样品绝对不能与样品支撑、样品支架 或热电偶发生反应，不能熔融。如不确定，请使用其他单独的炉子试烧。在样品 两端加上隔片。3、应尽量避免在仪器极限温度（

15、1600 C）附近进行长时间恒温操作。4、试验完成后，必须等炉温降到150 C以下才能打开炉体。5、仪器的最大升温速率为50K/min,最小升温速率为0.1 K/min,一般使用 的升温速率为v5 K/niino 五.实验数据整理 得出室温500度，A12O3的线膨胀系数曲线。DIL402PC on USBc 1 TASC 414-5 系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热

16、式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器热流体综合实验指导书 一试验目的 熟练掌握丄程流体力学、传热学及工程热力学的相关知识 掌握文丘里管、孔板流量计的原理 掌握沿程阻力系数和局部阻力系数的汁算方法 熟练掌握吸、散热相关公式 二、试验设备 热流体综合试验台，管内径为10cm,壁厚为2.5mmo

17、测压系统：共有18个测压点，除一个测全压外，其余均测量的为静压 测温系统：有4个热电偶测温点和7个热电阻测温点 加热模块：有6组加热器，可分别加热或同时加热 风机转速：有高低两档 压力表：有8个不同量程的压力表，U形管可测压 三、试验可测数据：压力、温度、长度、周长。四、试验可计算得到的数据 系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统

18、采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器中心流速，文丘里管流量系数，弯头和节流元件的局部阻力系数和沿程阻力 系数，加热器加热功率，流体流量及平均流速，边界层厚度及边界层速度变化曲 线，散热量及传热系数，孔板流量计流量系数 要求至少计算上述5个项目。五、涉及学科：工程流体力学，传热学，工程热力学。六、涉及公式 1、伯努利方程 2、连续性方程

19、 3、文丘里管流量计算公式 4、局部阻力计算公式 5、沿程阻力计算公式 6、流量计算公式 7、孔板流量计流量计算公式 8、热平衡方程式 9、牛顿冷却公式系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高

20、压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器烟气流线观测 一、实验目的 烟风洞是利用烟流法观察空气流过物体周围的流动图形。二、实验原理 烟风洞是翼型线流的流谱，其特点是：气流流过翼型时，烟流变 密，流速加大，压力降低，翼型前部烟流分叉的地方是驻点，在该处 流速等于零。在翼型尾部某一区域，烟流被冲散、反映流动及不规则、这里是旋涡区。随着冲角的加大、上下翼而烟流的稀密程度相差愈大、压力差愈大。上翼面速度 V 大、压力 P小、产生吸力。下翼面速度 V 小、压力P大、产生压力。当冲角大于某

21、一角度时、气流从翼型前缘就开始分，旋涡区过于 扩大，这时升力迅速降低，阻力急剧增加，这种现象称为“失速”此 时的冲角称为“失速冲角”，低速翼型的失速冲角一般在 15。20。之 间。系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中

22、制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器三、实验装置 四、实验步骤 1、点上卫生香，放入发烟器并卡住，使其产生烟流；2、打开日光灯，按装机翼组件，调整机翼的冲角，使其中的一 根流线对零度角，形成驻点，使其速度 V=0；3、打开仪器风扇，使风洞内的空气流动并调节风扇转速，导直 烟流；4、改变冲角、观察烟流的变化；5、冲角15 20 时，观察翼背面的旋涡区变化；6、观察园柱绕流。将机翼试件取下，换上园柱试件；照明装程 曳验桌 系统工作原理提高对空调器的认

23、识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器7、取下机翼组件，还可

24、换上突扩突缩组件，或是改变试件结构 变成渐阔渐缩，观察流线。五、实验结果 画出观察到的图形，并利用所学专业知识进行解释 系统工作原理提高对空调器的认识故障的发生与排除方法了解间冷式双门电冰箱的工作状况及的焙值变化情况对冰箱的结构加以认知了解单项制冷的组成和故障的排除方法进行制冷热泵与冰箱循环系统粗略的热力计算加深对系统的控电控换向阀及管路等组成制冷热泵循环系统山冰箱用压缩机自散热式冷凝器干燥过滤器及毛细管等组成单项制冷系统采集山数显液显示巡检仪光柱型智能仪表高精密圧力传感器以及高分辨率釦电阻测温传感器等测试仪器所组成三冷凝器在冷凝器中制冷剂被室内循环空气冷却成高压液体制冷剂释放出来的热量加热空气使温度上升高压液体制冷剂通过毛细管节流降压后进入室外侧蒸发器吸收室外的热量变为蒸汽在被压缩机吸入如此循环不止可见热泵型空调器