制冷量和制冷系數(shù)的測量與研究

1、制冷量和制冷系數(shù)的測量與研究姓名學(xué)校 班級摘要：電冰箱是一種利用蒸發(fā)吸熱方式制冷的機器。本實驗通過模擬電冰箱實驗裝置的使用，了解電冰箱的工作原理，并加深對熱學(xué)基本知識，如熱力學(xué)定律、等溫、等壓、絕熱、循環(huán)等過程的理解。1. 引言 制冷系數(shù)是制冷設(shè)備的重要指標(biāo)之一，本文通過模擬電冰箱實驗裝置，測定制冷系數(shù)和制冷量，并討論制冷量.制冷系數(shù)和溫度的關(guān)系。關(guān)鍵詞 電冰箱 制冷量 制冷系數(shù) 測量2. 電冰箱原理介紹 2.1 熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律，熱力學(xué)基本定律之一，內(nèi)容為不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響；不可逆熱力過程

2、中熵的微增量總是大于零。 2.2 制冷原理 蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器組成,用管道將它們連接成一個密封系統(tǒng).制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)以低溫與被冷卻對象發(fā)生熱交換,吸收被冷卻對象的熱量并氣化,產(chǎn)生的低壓蒸汽被壓縮機吸入,經(jīng)壓縮后以高壓排出.壓縮機排出的高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)冷凝器,被常溫的冷卻水或空氣冷卻,凝結(jié)成高壓液體.高壓液體流經(jīng)膨脹閥時節(jié)流,變成低壓低溫的氣液兩相混合物,進(jìn)入蒸發(fā)器,其中的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)制冷，產(chǎn)生的低壓蒸汽再次被壓縮機吸入,如此周而復(fù)始，不斷循環(huán). 冰箱的蒸發(fā)器安裝在冷凍或冷藏室中,壓縮機、冷凝器、毛細(xì)管安裝箱殼的外面,空調(diào)的蒸發(fā)器安裝在室內(nèi)機中,壓

3、縮機、冷凝器、毛細(xì)管安裝在室外機中. 2.3 制冷功率制冷功率Qc表示單位時間內(nèi)制冷劑通過蒸發(fā)器吸收的被冷卻物體的熱量。為準(zhǔn)確測量一定溫度下的制冷功率，可以采用熱補償?shù)脑?。即利用電加熱器饋送熱量至被冷卻物體，使得被冷卻物體單位時間內(nèi)從電加熱器獲得的熱量Qe正好等于制冷劑吸收的熱量Qc，在排除其他各種漏熱途徑的情況下，當(dāng)被冷卻物體維持溫度不變時，Qc=Qe。Q為流過加熱器的電流與加熱器兩端電壓降的乘積。2.4制冷方式 制冷的方式 制冷可利用熔解熱、升華熱、蒸發(fā)熱、珀爾帖效應(yīng)等方式。電冰箱是用氟里昂作制冷劑，當(dāng)液體氟里昂在蒸發(fā)器里大量蒸發(fā)（實際是沸騰，但在制冷技術(shù)中習(xí)慣稱為蒸發(fā)）時，帶走所需的熱

4、量，從而達(dá)到制冷的目的。因此，電冰箱是一種利用蒸發(fā)熱方式制冷的機器。2.5制冷系數(shù)也稱制冷性能系數(shù)，是制冷系統(tǒng)（制冷機）的一項重要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。制冷性能系數(shù)大，表示制冷系統(tǒng)（制冷機）能源利用效率高。這是與制冷劑種類及運行工作條件有關(guān)的一個系數(shù)，理論上的制冷性能系數(shù)可達(dá)2.55。由于這一參數(shù)是用相同單位的輸入和輸出的比值表示，因此為一無量綱數(shù)。 制冷系數(shù)定義為W為制冷機消耗的機械功，Qc為從被冷卻物質(zhì)吸收的熱量3. 實驗步驟以及過程 1 檢查儀器，啟動源，將制冷功率和制冷效率測量實驗儀上的加熱電流調(diào)節(jié)按逆時針旋至最小。 2 記錄實驗溫度，沒分鐘記錄一次，直到溫度降到最低，或不再變化，并且記錄此時

5、的室內(nèi)溫度 3 調(diào)節(jié)旋鈕，是加熱電流升高，同時使使蒸發(fā)器升溫至-20附近，當(dāng)溫度有所升高時，降低加熱功率，當(dāng)溫度降低-20以下時再次升高加熱功率，反復(fù)幾次，直到溫度 穩(wěn)定在-20附近，記錄下此溫度的加熱功率.溫度和壓縮機電功率。 4 整理實驗儀器，關(guān)掉電源。4. 數(shù)據(jù)記錄和處理 表1 溫度變化情況表時間T/min02 468101214161820溫度t/oC19.616.0-0.3-10.4-17.4-22.2-25.6-28.2-30.8-33.8-36.2表2 制冷系數(shù)測量記錄表蒸發(fā)器溫度t/oC壓縮器電功率P電/W加熱功率P加/W-30.298404.1 下降溫度-時間曲線4.2 制冷系數(shù)的計算（t=-30.2oC） 式中：為時間；為壓縮機功率，得出 5.結(jié)論 由實驗可知，冰箱的制冷量和制冷系數(shù)隨著溫度的變化而變化，