bet188体育app冷熱沖擊試驗箱性能研究


復疊式制冷系統需要選擇兩種類型的制冷劑,即中溫制冷劑和低溫制冷劑。由于國際社會對環境安全的日益重視,bet188体育app此前廣泛使用的R13、R22等CFC、HCFC類型的制冷劑已逐步被代替。鑒于R23和R404A的ODP為零,無毒性,且安全性好,是環境友好型制冷劑,因此在綜合考慮制冷劑的制冷性能、壓縮機工作的可靠性和環境友好性后,選擇R404A/R23作為復疊式制冷系統的制冷劑,R404A和R23的性能參數見表1。其中,R404A由R125(標準沸點-49℃)、R143a(標準沸點-47.2℃)和R134a(標準沸點-26.1℃)按質量分數44:52:4混合而成,具有與R22(標準沸點-40.8℃)較為相近的熱物理性質。

圖1為高低溫沖擊試驗箱實驗裝置系統圖。試驗箱本體主要包括高溫箱和低溫箱。低溫箱內的復疊制冷系統由高溫制冷循環和低溫制冷循環組成,設備主要有壓縮機、冷凝器、膨脹閥(或毛細管)、蒸發冷凝器、蒸發器、油分離器,干燥過濾器等,兩個制冷循環通過蒸發冷凝器相結合。高、低溫箱內部結構相似:幾何尺寸均為650mmx650mmx600mm,每個箱體.上部都有兩個百葉進風口,下部有兩個百葉出風口,風口裝有兩個循環風機,且裝有電加熱盤管調節溫度。當風機工作時,受迫循環空氣經過熱盤管、蒸發器調節高低溫箱內的溫度到達目標值。測試箱內部尺寸為500mmx500mmx500mm,容積為125L,通過氣缸的運動快速拉動測試箱,分別在高、低溫箱中進行冷熱沖擊試驗,氣缸由空壓機的壓縮空氣提供動力。為了研究測試箱內的溫度均勻度,在測試箱內布置了9個T型熱電偶作為溫度測試點。在高、低溫循環壓縮機的進、出口布置壓力測試點,研究壓縮機的工作狀況。高、低溫箱內都裝有三線制PT100溫度傳感器,精度為±0.1℃,數據同步輸人UMC1000控制器中,控制制冷系統和加熱系統工作狀況。

實驗選取兩組沖擊溫度進行測試,分別用實驗1和實驗2表示。實驗1:沖擊溫度為-55℃和200℃;實驗2:沖擊溫度為-45℃和150℃。測試箱由高溫箱沖擊到低溫箱時,高、低溫箱的預熱、預冷溫度分別為200℃、-70℃(實驗1)和150℃、-60℃(實驗2);測試箱由低溫箱沖擊到高溫箱時,高、低溫箱的預熱、預冷溫度分別為210℃、-55℃(實驗1)和160℃、-45℃(實驗2)。實驗前使用真空泵將高、低溫制冷循環系統抽真空后,再將選擇的制冷劑R404A和R23分別充人到高、低溫制冷循環系統內,并用電子稱測出制冷劑的充人量。經過調試,制冷系統工作正常。電源接通后,高溫區內的電加熱管立即工作,通過PID調節將高溫箱環境預熱到目標溫度。為確保壓縮機安全工作,防止誤操作,電源接通后30s,高溫級壓縮機啟動,當高溫級蒸發溫度達到低溫級冷凝溫度時,低溫級壓縮機再啟動。低溫級制冷劑進人蒸發器將低溫箱環境預冷到目標溫度,同時低溫箱內電加熱盤管在PID調節下工作,使低溫箱內穩定后的溫度波動范圍控制在±0.5℃。當高、低溫箱達到預熱、預冷溫度并穩定后,測試箱在氣缸的拉動下瞬間從高溫箱沖擊到低溫箱(或低溫箱沖擊到高溫箱),測試箱內溫度迅速變化,最終穩定在沖擊溫度設定值。在這期間,記錄下壓縮機進、排氣口壓力和高、低溫箱內的溫度隨時間變化的值。

圖4和圖5分別表示在整個沖擊循環試驗過程中高、低溫箱內環境溫度隨時間的變化曲線。圖4表明,在實驗的預熱段(O41A41或O42A42段),高溫箱溫度在電源啟動后迅速上升,隨著溫度接近預熱溫度,電加熱管輸出功率減小、溫升速率降低,箱內溫度逐近穩定。實驗1經過770s(約12.8min),高溫箱從室溫(13.8℃)升到200℃。