实验6蒸汽压缩制冷装置性能实验

㈠ 图示离心泵操作装置中，有哪些错误

1.船舶辅机包括那些主要设备？
答：辅机是船舶上除主机以外的动力机械，主要有：
①船用泵②气体压送机械③甲板机械④辅助锅炉⑤油净化装置⑥防污染装置⑦海水淡化装置⑧制冷和空调装置
2.为什么说辅机在船上非常重要？（此题答案不确定）
答：①为船舶推进装置服务②为船舶航行与安全服③为货运服务④为改善船员劳动和生活条件服务⑤为防污染服务
1.什么叫泵。答：提高液体机械能的设备，将机械能转变成液体能的机械称之为泵。
2. 船用泵按工作原理和结构分，有那些类型？
答：按工作原理的不同分三类①．容积式泵： 依靠泵内工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加的泵。②．叶轮式泵：依靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。 ③．喷射式泵： 依靠工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。
按结构可分为单级泵和多级泵
3. 泵有那些主要性能参数？各参数的定义如何？量纲如何？
答：①流量：指泵在单位时间内所排送的液体量。a．体积流量：用体积来度量所送液体量，用Q表示，单位是m3/s，或m3/h、L/min。b．质量流量: 用质量来度量，用G表示，单位是kg/s，或t/h、kg/min。如用ρ表示液体的密度(kg/m3)，G=ρQ
②压头 （扬程）：指单位重量液体通过泵后所增加的机械能。即泵传给单位重量液体的能量。常用米（m）表示，单位是Nm／N ＝m。单位重量液体的机械能又称水头。
③转速：指泵轴每分钟的回转数，用n表示，单位是 r/min。
④功率：a.有效功率 （输出功率）：单位时间泵传给液体的能量； b.轴功率P（输入功率）：原动机传给泵的功率；c.水力功率Ph：按理论流量和理论压头计算的功率。
⑤效率： 泵效率η：输出功率与输入功率之比。容积效率ηv ：实际流量与理论流量之比。
水力效率ηh：实际压头与理论压头之比。机械效率ηm：水力功率与输入功率之比。
⑥允许吸上真空度 Hs：证泵在净正吸入高度情况下，正常吸入而不发生气蚀的最大允许吸上真空度。
4.怎样改变泵的吸入性能？⑴尽可能的减小泵的吸入压力 ⑵入口处的真空度不大于允许吸入真空度
5.对往复时活塞泵吸、排阀有何要求？
除了希望机构简单、工艺性好和检修方便以外，还希望阀“严、轻、快、小”即：
1)关闭严密；2)关闭时撞击要轻，工作平稳无声；无声工作条件3) 启闭迅速及时；
4）阻力小。
6.影响活塞泵容积效率的因素有那些？
(1) 泵吸入的液体可能含有气泡；(2) 活塞换向时，由于泵阀关闭迟滞造成液体流失；
(3) 活塞环、活塞杆填料等处由于存在一定的间隙以及泵阀关闭不严等会产生漏泄。
7.为什么说齿轮泵的流量是连续的，但存在脉动？
原动机驱动主动齿轮，从动齿轮随而旋转。因啮合点的啮合半径小于齿顶圆半径,轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小,经压油口排油,退出啮合的一侧密闭容积增大,经吸油口吸油.吸油腔所吸入的油液随着齿轮的旋转被齿穴空间转移到压油腔,齿轮连续旋转,泵连续不断吸油和压油.所以泵的流量是连续的 。但是由于啮合点半径小于齿顶圆半径,而齿轮在啮合转动时,啮合点的半径是随齿轮转角而周期变化的.故产生了较大的流量脉动.
8.齿轮泵的主要泄漏途径有哪几条？
齿轮泵存在着三个产生泄漏的部位：(1)齿轮端面和端盖间；(2)齿顶和壳体内侧间隙；
(3)齿轮的啮合处。其中齿轮端面和端盖间泄漏量最大，占总泄漏量的75～80％。
9单作用叶片泵是怎样实现变量变向的？
答当转子中心与定子中心重合时，叶片3既不伸出也不缩进，故叶片间容积不发生变化，这时泵处于零流量的工作状态。当定子中心相对于转子中心向左产生一个偏心距+e时，上半周为吸油过程，下半周为排油过程。当定子中心相对于转子中心向右产生一个偏心距-e时，下半周为吸油过程，上半周为排油过程。由此可见，要改变定子中心相对于转子中心的偏心方向，即可改变泵的吸排油方向，且偏心距的大小决定泵排量的大小。
10.离心泵有那些特点？
答1.结构简单，易操作；2.流量大，流量均匀；3.重量轻，运动部件少，转速高；4.泵送的液体粘度范围广；5.无自吸能力。
11.什么是离心泵的工况点？有那些方法调节离心泵的工况点？
答 所谓离心泵的工作点是指离心泵的性能曲线（H～Q曲线）与管路特性曲线的交点，即在H～Q坐标上，分别描点作出两曲线的交点M点
离心泵工况调节的方法 1.节流调节法2.回流调节法3.变速调节法4.气蚀调节法
12.理想离心泵的能量方程有什么指导意义
指导能量转换装置以最小的能量损失汇集叶轮流出的液体，并送至排出管或引向下一级叶轮；使液体的动能平稳地转变压力能
13.离心泵的轴向力是如何产生的？有那些平衡方法？
答轴向力的产生1液体压力的分布沿径向呈抛物线规律2叶轮两侧压力不对称 3轴向力方向由叶轮后盖指向叶轮进口端
轴向力的平衡方法 1止推轴承2平衡孔或平衡管3双吸叶轮或叶轮对称布置4平衡盘
三、空压机
1、空压机的实际排量与哪些因素有关 答①余隙容积影响；②压力系数 的影响；③热交换的影响；④气密系数的影响；⑤排气系数的影响。
2、余隙容积对空压机有哪些影响 答 压缩机气缸中留有余隙容积对压缩机的装备、操作和安全都有好处。这可以防止空气中的水蒸气在气缸内凝结集聚后产生的“水击”现象及活塞与汽缸盖的碰撞；有利于活塞的反向运行，同时减少了对阀片的冲击，是气阀关闭平稳。
3、.造成空压机运行中排气量下降的因素有哪些 ①由于余隙容积的存在；②吸气过程中的压力损失；③气体与气缸、气缸盖的热交换；④外泄漏使压缩机的排气量减小；⑤少量水蒸气在压缩机级间冷却器中会由于温度的降低而有部分的水蒸汽凝结析出。
4、船用空压机为什么要采用两级压缩和中间冷却 ①级间冷却是在每级之间设置一个冷却器，使前一级排出的气体经级间冷却器后进入下一个气缸，这样压缩过程线就比较趋近于等温线；②对于多级压缩而言，每级的压力比相同时压缩机的功率最省；③为了减少压缩过程的功耗和提高排气系数，往往采用分级压缩、压缩机冷却及级间冷却方法。
6.对空压机气阀有哪些主要要求？
答：气阀是靠阀片上下的压差作用而自动启闭的，气阀组性能的优劣直接影响到压缩机的性能，因此要求气阀具有寿命长、阻力小、 关闭严密、启闭迅速、通用性强等特点。
7.活塞式空压机的冷却有哪些？ 各有何作用？
答 活塞式空压机的冷却包括(1)级间冷却：可降低排气温度，减少功耗。(2)气缸冷却：减少压缩功，降低排气温度和避免滑油温度过高。 (3)后冷却：可减少排气比容，提高气瓶储量。(4)滑油冷却：可是滑油保持良好的润滑性能，冷却摩擦表面和减缓油氧化变质的速度。
8.船用压缩空气系统有哪些主要附件？
答：主要包括冷却器、液气分离器、滤清器、安全阀、注油器及各种管路系统。
9.CZ60/30型空压机在结构上有哪些特点？
答：1基本部分：包括机身、曲轴箱、曲轴连杆等部件，其作用是传递功力，连接气缸和基础部分2气缸部分：包括气缸、气阀、活塞以及装在缸上的排量调节等部分，其作用是构成工作空积和防止气体泄漏3辅助部分：抱愧冷却器、液体分离器、滤清器、安全阀、注油器及各种管路系统
2.什么叫转舵力矩？答：转舵力矩是操舵装置对舵杆施加的力矩。
3.什么叫转船力矩？答：转船力矩是水作用力 F 对船舶重心所产生的力矩。
4.船规对舵机有那些主要要求？(1) 工作可靠 在任何航行条件下，都能保证正常的工作，且主操舵装置需要有足够的强度和能力，保证在船舶处于最深航海吃水并以最大的营运航速前进时，将舵从任何一舷35°转至另一舷35°，其时间不超过30s。而从一舷35°转至另一舷30°，其所需时间不超过28s。在船舶以最大速度倒航时，操舵装置应能正常工作。（2）生命力强 必须具有一套主操舵装置和一套辅操舵装置；或主操舵装置有两套以上的动力设备。当其中之一失效时，另一套应能迅速投入工作。辅操舵装置应满足船舶在最深航海吃水，并以最大营运航速的一半前进时，能在不超过60s内将舵自一舷15°转至另一舷15°。
（3）操作灵敏 在任何舵角下都能迅速地、准确地将舵转至给定舵角，并由舵角指示器示出。
此外，舵机还应满足工作平稳、结构紧凑、便于维修管理等要求。
6.液压舵机有哪三个基本部分组成？答：液压舵机的三个组成部分是操舵控制系统、液压系统和推舵机构。
7、所谓泵控型即用变量变向泵作为主油泵以改变油液流向，通常为变量泵闭式系统；而阀控型是依靠换向阀来完成变向变量，通常为定量泵开式系统。与泵控型液压舵机比较，阀控型液压舵机尺寸小、重量轻、管理方便。
8、根据其作用方式的不同，可分为往复式和转叶式两大类
10.液压控制阀主要类型有：(1)方向控制阀；包括单向阀 换向阀（电磁 液动 电液动换向阀）（2）压力控制阀；（溢流阀 减压阀 顺序阀）（3）流量控制阀（节流阀 调速阀单向节流阀）
11压力控制阀按其用途分为：溢流阀、减压阀和顺序阀等。
溢流阀职能：在液压系统中压力高于某调定值时，将部分或全部油液泄回油箱。根据它在系统中的工作特性，可分为常闭和常开两种，前者是系统油压超过调定值时才开启，即作安全阀使用；后者是在系统工作时保持常开以稳定阀前系统油压，即作定压阀使用。
减压阀职能：可使高压油经过阀的节流作用后，使油压降低，以便从系统中分出油压较低的支路。顺序阀职能：以油压为信号自动控制油缸或油马达顺序动作的阀。
12泵控型液压舵机的辅助油路有那些作用答：辅助油路的作用：（1）经减压阀后压力降为0.78，再经单向阀进入油路系统为主油路补油；（2）通过单向阀进入主油泵变量机构，用以控制变量机构动作；（3）经溢流阀和主油泵壳体，对主油泵进行冷却和润滑后流回油箱。，
13试述电液式三位四通换向阀的动作过程 答:如图8-27（p73）p与a相通，b与o相通，执行机构便向另一方向运行。当左右电磁铁都断电时，则阀芯在左右弹簧的作用下而居中，此时p,a,b,o互不相通。故a,b油路无油通过，与其相通的执行机构亦不会发生动作。
1．蒸气压缩式制冷装置由哪些基本部件组成，各有何作用？
答：基本组成部件：压缩机，膨胀阀，冷凝器，蒸发器 压缩机：起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中低压力、冷凝器中高压力的作用 膨胀阀：对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量； 蒸发器：输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量，从而达到制取冷量的目的； 冷凝器：输出热量的设备，从蒸发器中吸取的热量连同压缩机消耗的功所转化的热量的冷凝器中被冷却介质带走。
2．蒸气压缩式制冷装置的实际循环与理论循环有何区别？
答：理论循环假设； (1)压缩过程不存在换热和流阻等不可逆损失，即等熵过程；(2)制冷剂流过热交换器和管路时没有阻力损失，即等压过程；(3)制冷系统中除热交换器外，与外界无任何热交换，流过膨胀阀时未作功，又无热交换，即等焓过程。 实际循环(1)压缩过程是熵值增加的多变过程；(2)节流过程有吸热，焓值也略有增加；(3)制冷剂在管道、热交换器和压缩机中流动时存在阻力损失和热交换。
3．为什么要采用过冷和过热？
答：循环过冷度增加意味着：1）过冷温度由t4降到t4’；2）制冷量Q0则会因单位制冷量q0增加而增加；3）压缩机轴功率P不变，ε提高。
合适的过热度：1）可以防止压缩机吸入液体而发生液击；2）过热度提高，单位压缩功增加，单位制冷量q0增加，制冷剂比容v1也增大, 使质量流量qm减少。
4．蒸发温度、冷凝温度对制冷循环有何影响？
答：蒸发温度：对应于蒸发压力的饱和温度。蒸发温度低，单位制冷量减小，单位压缩功增大。冷凝温度：对应于冷凝压力的饱和温度。冷凝温度高，单位制冷量减小，单位压缩功增大。
5．制冷装置对制冷剂有哪些主要要求？
答：1.临界温度要高，凝固温度要低。2.在大气压力下的蒸发温度要低。3.压力要适中。4.单位容积制冷量qv要大。5.导热系数要高，粘度和密度要小。6.绝热指数k要小。7 .具有化学稳定性。8.价格便宜，易于购得。
6．船舶空调系统有哪些常用类型？
答：集中式和半集中式船舶空调装置根据其调节方法的不同主要有以下几种形式。 集中式单风管系统、区域再热式单风管系统、末端再处理式单风管系统、双风管
系统

㈡ 简述蒸汽压缩式制冷的基本原理是什么

蒸汽压缩式制冷装置的关键设备如图所示。它有压缩机1、冷凝器2、调节阀3、蒸发器4四大设备，这些设备之间用管道依次联接,形成一个封闭系统。工作时压缩机将蒸发器产生的低压(低温)制冷剂蒸汽吸入压缩机气缸内，压力升高(温度也随之升高)到稍大于冷凝器内的压力时排至冷凝器。压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。在冷凝器内，温度和压力较高的制冷剂蒸汽与冷却水(或空气)进行热交换，冷凝为液体。冷凝液体经过调节阀降压(降温)后进入蒸发器,在蒸发器内吸收被冷却物体的热量而气化。这样，被冷却物体便得到冷量,蒸发器产生的制冷剂蒸汽又被压缩剂吸走。如此，制冷剂便在系统中进行压缩、冷凝、节流、气化四个过程，从而完成一个循环。

㈢ 试绘出蒸汽压缩式制冷机的工作 原理图并说明其工作过程和原理

向左转|向右转
冷媒的循环系统原理。说明如下：
1、离开室内侧蒸发器盘管的低压低温气体冷媒（最佳温度约在5~10度C；或0度C以上），进入压缩机的回气管，压缩机受到引擎带动，对冷媒作功，冷媒受到挤压发生物理变化，使冷媒变成高压高温的冷媒气体（R134a冷媒约在80几度C左右）。
2、接着此高压高温的冷媒气体进入室外侧的冷凝器盘管，由风扇所带动的室外温度（35度C左右）的气流进行冷却，使冷媒从高压高温的气态冷媒（就像水蒸气冷却下来后，变成水一样的道理），变成高压常温的液体冷媒（压力不变；温度改变），此时冷凝管出口温度约在35~45度C之间，最佳的温度在40度C以下。
3、接着冷媒进入膨胀阀或毛细管，进行节流（或说限流），此处又用到了一个物理现象就是，气体通过限流后，忽然到了一个相对较大的空间时（例如到了蒸发器内，相对毛细管的小管路小空间，蒸发器空间大多了），会产生降压及瞬间降温的特性，所以通过节流装置的高压常温的液态冷媒变成低压低温的液态冷媒（约在10度C以下）。（此时冷媒来到此处是冷的，会产生凝结水滴，不冷的话，制冷效果一定会差）。
4、接着此低压低温的液态冷媒进入蒸发器内，与风扇带动的室内环境温度（约25度C以下）的气流进行热交换，10度C以下的液态冷媒在蒸发器内吸取25度C室内环境的空气热变成低压低温的气体冷媒（此处靠的就是液体变气体的潜热作用，冷媒温度基本上改变不大，温度改变而没改变状态的的叫做显热，例如30度C的水加热变成50度C的水，就是加了显热进水里），所以离开蒸发器的0~10度C的低压低温的气体冷媒，再次回到压缩机回气口，再次被压缩机挤压排出成高压高温的气体冷媒。
如此循环，这就是冷媒的循环原理，也称为冷冻系统原理。
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㈣ 蒸气压缩式制冷循环的制冷循环的主要设备

压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大主件组成。用人为方法使制冷剂在密闭系统内进行专物态（气态属、液态）变化，达到连续、稳定提供冷量的一套制冷装置。
制冷循环的各个参数：（制冷剂R22 ）
制冷工质在蒸发器内参数：气态：压力0.64 Mpa ；温度 8℃ ；
压缩机出口： 气态：压力1.5 Mpa ；温度 85℃ ；
冷凝器内参数： 液态：压力1.5 Mpa ；温度 37℃ ；
冷却水温度： 出口温度： 37 ℃ ； 进口温度： 32 ℃ ；
冷冻水温度： 出口温度： 8 ℃ ； 进口温度： 13 ℃ 。
由于压缩机机型不同，以上各参数也不尽相同。
1）压缩机 ：
压缩机分类： 活塞式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机等。
2）冷凝器与蒸发器：
一般是卧式壳管式；九十年代研制出板式换热器，已经被一些生产厂家在小型制冷机组上采用。
3）节流膨胀阀：
1）功能：降压降温；调节流量。
2) 类型：
A. 手动膨胀阀
B. 热力膨胀阀：由感温包、膜片等组成。
C. 浮球阀：保持蒸发中的液位恒定。
D． 电子膨胀阀。

㈤ 请说明蒸气压缩式制冷系统中辅助设备的作用。

对于蒸气压缩式制冷循环系统而言，除了作为动力源的压缩机和完成热量传递的蒸发器和冷凝器外，还需要节流机构对制冷剂进行节流降压，以实现连续制冷。
除了四大基本部件外，通常还会根据需要设置一些辅助设备，以保证系统的正常运行。此外，还需设置一些控制机构，以实现对系统的安全控制，并提高系统的运行效率。本章将主要讲述制冷系统的构成、节流装置、常见辅助设备以及制冷剂管路设计。
第一节 制冷系统原理图
常见的蒸气压缩式制冷系统可以分为单级、双级和复叠等多种形式，其中单级压缩制冷系统是最常见的系统，也是最基本的形式。本节将以氟利昂单级制冷系统为例作简单介绍。
图7—l所示为一典型氟利昂制冷系统原理图。低压氟利昂蒸气进入压缩机，被压缩为高压过热蒸气，再进入冷凝器进行冷凝；冷凝后的高压液态氟利昂经热力膨胀阀膨胀节流成低压氟利昂湿蒸气，供人蒸发器(该系统设有两个蒸发温度不同的蒸发器)并在其中吸热气化，最后低压氟利昂蒸气被压缩机吸入，从而不断进行循环。氟利昂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器这四大基本部件中的压缩、冷凝、节流和蒸发过程就构成了一个完整的制冷循环。除了这四大基本部件外，为了保证系统运行的安全性和经济性，还需要设置一些辅助设备和控制元件，如图中所示。

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由于压缩机排气中往往会夹带润滑油，因此通常在排气管上装设油分离器，把排气中的润滑油分离出来并返回压缩机，以减少润滑油被带入系统。对于小型制冷系统或采用内设油分离器的压缩机时，也可以不设油分离器。
冷凝压力的高低对系统运行的效率影响很大。通常来讲，冷凝压力过高，会使得压缩机排气温度上升，压缩比增大，制冷量减少，功耗增加，甚至有可能引发安全事故；而冷凝温度过低，则有可能造成膨胀阀前后压差太小，导致供液能力不足，系统制冷量下降。因此，需要对冷凝压力进行控制。图7—l中所示的利用高压调节阀和差压调节阀组成的冷凝压力调节器进行旁通调节的方案是调节风冷式冷凝压力的一种有效方法，其应用已非常成熟。
此外，为了随工况变化调节系统中的制冷剂循环量，在冷凝器的出口通常会设置一个贮液器，以贮存系统中多余的液态制冷剂(对于使用冷凝压力调节器的系统而言，贮液器是一个必备的部件)。
由于杂质和水分的存在对于制冷系统是很大的危害，因此在贮液器和膨胀阀之间的液管上通常需要装设干燥过滤器以拦截和吸收系统中的杂质和水分。
为了指示系统中的含水量，便于操作人员判断系统状况，在干燥过滤器后还会安装一个视液镜。当视液镜指示的颜色变成对应于含水量高的颜色时，系统的干燥过滤器就需要进行更换或将其滤芯进行再生。通常在干燥过滤器的两端各安装一个球阀，在维修期间手动将其关闭以方便更换干燥过滤器。
在膨胀阀前的液管上装有电磁阀，它的电路与制冷压缩机的电路联动。系统运行时，待压缩机运转后，电磁阀的线圈才通电，开启阀门向蒸发器供液。反之，停机时，首先切断电磁阀线圈的电源，关闭阀门停止向蒸发器供液后，再切断制冷压缩机的电源。这样可以防止压缩机停机后，大量高压侧制冷剂液体进入蒸发器，而造成再次启动时发生液击事故。
在每个蒸发器的回风处设置了一个温度开关，它的目的是测量被控空间的温度是否已经达到设定值，从而控制蒸发器风机的启停，调节蒸发器的出力。
为了稳定蒸发压力，提高控温精度并提高系统效率，在蒸发器的出口处安装厂蒸发压力调节器。对于多蒸发器的系统，需要在压力最低的蒸发器出口安装单向阀，防止停机时制冷剂从其他高压蒸发器倒灌入低压蒸发器。在其他蒸发器的出口都需要设置一个蒸发压力调节器。
为了避免压缩机在长时间不使用后或除霜之后(此时蒸发器中为高压状态)再启动时发生压缩机电机的过载现象，通常在压缩机前的吸气管路上要装设一个曲轴箱压力调节器，它能确保当压缩机启动时其吸气压力小于设定值，从而保证压缩机的安全。
此外，在压缩机运转过程中，为了防止蒸发压力过低或冷凝压力过高对系统造成损害，在压缩机的回气管和排气管上跨接了一个高低压开关，一旦出现过低或过高的现象，高低压开关将会切断压缩机的电气回路以确保安全。
在实际的制冷系统中，除了图7—l中出现的辅助设备和控制机构外，还有很多比较常用的部件，例如气液热交换器、四通阀、分液头、能量调节器等。我们在设计制冷系统时，除了四大基本部件之外，可以根据需要再增加或减少一些辅助设备或控制元件。应在确保系统安全性的前提下，综合考虑设备初投资和运行费用(效率)之间的矛盾，从整个运