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河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
(學(xué)生填表)
院系: 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院 2007年4月12日
課題名稱
制冷系統(tǒng)綜合試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)(量換熱器及總體設(shè)計(jì))
學(xué)生姓名
潘茂輝
專業(yè)班級(jí)
制冷031
課題類型
工程設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
薛玉卿
職稱
助教
課題來(lái)源
科研
1. 設(shè)計(jì)(或研究)的依據(jù)與意義
依據(jù):國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO917-1974《制冷壓縮機(jī)的試驗(yàn)》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5773-87“容積式制冷壓縮機(jī)性能試驗(yàn)方法”。,該試驗(yàn)臺(tái)采用“第二制冷劑電量熱器法”作為主測(cè),其原理是利用量熱器內(nèi)充注的與被測(cè)壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)相隔離的第二制冷劑作為熱交換介質(zhì),將制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量與電加熱器產(chǎn)生的熱量相互交換,達(dá)到平衡時(shí),通過測(cè)量加熱電量而得出制冷量的一種間接試驗(yàn)方法;同時(shí)采用液體質(zhì)量流量計(jì)法作為輔測(cè),計(jì)算出它在規(guī)定工況條件下轉(zhuǎn)換成氣態(tài)所必須吸收的熱量,即制冷量。換熱器設(shè)計(jì)所遵循或參照的相應(yīng)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn):《制冷裝置用壓力容器》(JB/T6917-93)、《單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)組用冷凝器型式與基本參數(shù)》(JB/T5444-91)、《鋼制殼管式換熱器》(GB151)、《制冷設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范》(GB9237)等。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是蒸發(fā)器的大小,它影響制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的充注量。
意義:該綜合性試驗(yàn)臺(tái)采用第二制冷劑法以及數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開啟度和冷凝器冷卻水閥的開啟度達(dá)到設(shè)定工況時(shí)采集記錄各工況參數(shù),如,吸排氣壓力、過冷溫度、量熱器出口溫度等,進(jìn)而得出制冷量、輸入功率、EER值,進(jìn)行對(duì)比分析各工況的這些量值,得出與壓縮機(jī)相匹配的最佳工況,所以該試驗(yàn)臺(tái)可以滿足產(chǎn)品檢測(cè)的需要。
在該試驗(yàn)臺(tái)上通過改變各輸入?yún)?shù)的變化得出各參數(shù)對(duì)壓縮機(jī)或制冷系統(tǒng)其他部件性能的影響大小,對(duì)于影響大的,通過針對(duì)性的改善這些部件的某些部分從而使其性能得到改善,最終使部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化,制冷系統(tǒng)的性能優(yōu)化。
此外,可以進(jìn)行不同制冷劑的變工況性能實(shí)驗(yàn),得到各種性能參數(shù)隨蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的變化關(guān)系,得出各制冷劑的同工況下相應(yīng)制冷量、輸入功率、EER值等,進(jìn)行比較找出最佳的制冷劑,為將來(lái)無(wú)氟技術(shù)的徹底實(shí)現(xiàn)提供參考。還可以在其上進(jìn)行研究制冷劑充注量與各種工況的關(guān)系等多種科研過程。
2. 國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)(或同類研究)的概況綜述
從二十世紀(jì)后半葉開始,隨著制冷行業(yè)的發(fā)展,有關(guān)制冷系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)作為各制冷系統(tǒng)部件的標(biāo)準(zhǔn)之一的體驗(yàn)與實(shí)現(xiàn)更是得到前所未有的高速發(fā)展,從手動(dòng)到半自動(dòng),再到全自動(dòng)。但綜述起來(lái),其研究方向主要集中在以下幾個(gè)方面。
1 模糊控制在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用。隨著電子計(jì)算機(jī)以及控制的發(fā)展,特別是模糊控制在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用,制冷系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制,即借助與人們對(duì)量熱器試驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)期受的手動(dòng)控制的經(jīng)驗(yàn),也就是手動(dòng)控制吸氣溫度,吸排氣壓力來(lái)調(diào)到規(guī)定工況下的參數(shù)值的經(jīng)驗(yàn),引入模糊控制理論,以語(yǔ)言形式定性描述這些參數(shù)的被控過程,來(lái)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)的全自動(dòng)控制。
2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制冷系統(tǒng)研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。自20世紀(jì)60年代,仿真技術(shù)在制冷領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,仿真技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種,它的產(chǎn)生和發(fā)展有著濃厚的工程實(shí)際應(yīng)用。計(jì)算機(jī)仿真就是在計(jì)算機(jī)上用數(shù)字形式表達(dá)實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,具有以下特點(diǎn):a,用對(duì)系統(tǒng)和過程的仿真模擬方法取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法,可以節(jié)省大量人力,物力,同時(shí)還能提高開發(fā)效率,縮短開發(fā)時(shí)間;b,強(qiáng)了對(duì)過程特性的研究和分析,即逐步以動(dòng)態(tài)分析法取代傳統(tǒng)的靜態(tài)分析法,使建立的數(shù)學(xué)模型更加接近實(shí)際的系統(tǒng)或過程,準(zhǔn)確性提高;c,單個(gè)部件的仿真和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的仿真使得人們對(duì)部件特性和系統(tǒng)特性均能進(jìn)行比較詳盡的研究,可對(duì)產(chǎn)品開發(fā)和改進(jìn)提供方向性指導(dǎo);d,最優(yōu)化 方法的廣泛應(yīng)用,包括最優(yōu)化設(shè)計(jì)和最佳工況調(diào)節(jié)和控制等,大大提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和過程控制的質(zhì)量;e,變以往典型工況設(shè)計(jì)為全過程工況設(shè)計(jì),提高了系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)運(yùn)行的效率。
3 建模方法與仿真研究在復(fù)雜制冷系統(tǒng)中的運(yùn)用。采用基于圖形法的變頻壓縮機(jī)和膨脹閥的仿真模型以及分布參數(shù)法換熱器和管路模型,使得模型可以用來(lái)分析系統(tǒng)制冷劑充注量,壓縮機(jī)頻率,連接管路結(jié)構(gòu),系統(tǒng)換熱器結(jié)構(gòu),風(fēng)量與環(huán)境溫濕度條件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)以及每個(gè)支路的影響,并具有較高的精度和計(jì)算效率。
相關(guān)文獻(xiàn)有:《冷空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜述》邵雙全 石文星 陳華俊 李先庭 彥啟森 清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系;《小型全封閉活塞式制冷壓縮機(jī)穩(wěn)態(tài)仿真》肖浩 胡益雄 中南大學(xué)長(zhǎng)沙;《空調(diào)器制冷系統(tǒng)仿真技術(shù)實(shí)用化研究》陶建辛 春蘭集團(tuán) 孫慶寬 楊亞東 春蘭電器研究所;《復(fù)雜制冷系統(tǒng)通用建模方法與仿真研究》邵雙全 石文星 李先庭 清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系。
3. 課題設(shè)計(jì)(或研究)的內(nèi)容
設(shè)計(jì)用于測(cè)量5HP以下蒸汽壓縮式制冷機(jī)在不同工況下的制冷量、消耗功率、能效比以及制冷系統(tǒng)各關(guān)鍵參數(shù)的綜合性試驗(yàn)臺(tái)。該性能試驗(yàn)臺(tái)按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)SIO917-1974《制冷壓縮機(jī)的試驗(yàn)》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5773-87“容積式制冷壓縮機(jī)性能試驗(yàn)方法”進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要試驗(yàn)方法采用第二制冷劑量熱器法。校核實(shí)驗(yàn)方法采用水冷冷凝器量熱器法。同時(shí)還可進(jìn)行風(fēng)冷冷凝器的試驗(yàn),風(fēng)冷冷凝器放置在一風(fēng)洞,進(jìn)風(fēng)溫度可調(diào)。主要技術(shù)參數(shù)如下:1 系統(tǒng)工質(zhì):R22;2 第二制冷劑:R12;3 容量范圍:1750-15000W;4 試驗(yàn)工況范圍:蒸發(fā)溫度-25~15℃;5 試驗(yàn)壓縮機(jī)功率:≤5kW;6 試驗(yàn)壓縮機(jī)電源:380V;7 整機(jī)功率:≤30kW。
4. 設(shè)計(jì)(或研究)方法
根據(jù)第二制冷劑量熱器發(fā),設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)各種設(shè)備,并進(jìn)行布置。
5. 實(shí)施計(jì)劃
第6-7周—查閱相關(guān)資料,健碩國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),明確課題內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo)
第8-12周—詳細(xì)分析計(jì)算風(fēng)冷式和水冷式冷凝器的換熱機(jī)理,以及量熱器內(nèi)部的流體流動(dòng)與傳熱機(jī)理;然后繪制必要的加工制作圖
第13-15周—繪制綜合試驗(yàn)臺(tái)的總體布置圖,并現(xiàn)場(chǎng)參與安裝
第16周—對(duì)綜合試驗(yàn)臺(tái)的總體測(cè)控方案進(jìn)行考慮,并寫出控制原理
第17周—翻譯英文文獻(xiàn),撰寫論文,進(jìn)行畢業(yè)答辯。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日
研究所(教研室)意見
研究所所長(zhǎng)(教研室主任)簽字: 年 月 日