制冷量和制冷系数的测量与研究

制冷量和制冷系数的测量与研究姓名学校班级摘要：电冰箱是一种利用蒸发吸热方式制冷的机器。本实验通过模拟电冰箱实验装置的使用，了解电冰箱的工作原理，并加深对热学基本知识，如热力学定律、等温、等压、绝热、循环等过程的理解。1.引言制冷系数是制冷设备的重要指标之一，本文通过模拟电冰箱实验装置，测定制冷系数和制冷量，并讨论制冷量.制冷系数和温度的关系。2.电冰箱的制冷原理2.1制冷的原理基础热力学第二定律的克劳修斯说法是：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起外界的变化。因此只能通过某种逆向热力学循环：外界对系统做一定的功，使它从冷端（Ｔ２）吸收热量Ｑ２，向热端（Ｔ１）放出热量Ｑ１（如图1示）。由热力学第一定律，有Ｑ２＝Ｑ１－Ｗ（1）2.2制冷方式制冷的方式制冷可利用熔解热、升华热、蒸发热、珀尔帖效应等方式。电冰箱是用氟里昂作制冷剂，当液体氟里昂在蒸发器里大量蒸发（实际是沸腾，但在制冷技术中习惯称为蒸发）时，带走所需的热量，从而达到制冷的目的。因此，电冰箱是一种利用蒸发热方式制冷的机器。2.3制冷原理模拟电冰箱的制冷原理:蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器组成,用管道将它们连接成一个密封系统.制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换,吸收被冷却对象的热量并气化,产生的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出.压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器,被常温的冷却水或空气冷却,凝结成高压液体.高压液体流经膨胀阀时节流,变成低压低温的气液两相混合物,进入蒸发器,其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入,如此周而复始，不断循环.2.4制冷系数也称制冷性能系数，是制冷系统（制冷机）的一项重要技术经济指标。制冷性能系数大，表示制冷系统（制冷机）能源利用效率高。这是与制冷剂种类及运行工作条件有关的一个系数，理论上的制冷性能系数可达2.5~5。由于这一参数是用相同单位的输入和输出的比值表示，因此为一无量纲数。制冷系数定义为WQCW为制冷机消耗的机械功，Qc为从被冷却物质吸收的热量2.5制冷剂制冷剂氟里昂氟里昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的统称。本实验中使用的氟里昂12的分子式为CCl2F2，国际统一符号为R12。R12无色、无味、无臭、无毒，对金属材料无腐蚀性，容积浓度达到10%左右时，对人没有任何不适的感觉；但达到80%时，人有窒息的危险。R12不燃烧，不爆烽，但其蒸汽遇到800℃以上的明火时，会分解产生对人体有害的毒气3.实验步骤以及过程1检查仪器，启动源，将制冷功率和制冷效率测量实验仪上的加热电流调节按逆时针旋至最小。2记录实验温度，没分钟记录一次，直到温度降到最低，或不再变化，并且记录此时的室内温度3调节旋钮，是加热电流升高，同时使使蒸发器升温至-20℃附近，当温度有所升高时，降低加热功率，当温度降低-20以下时再次升高加热功率，反复几次，直到温度稳定在-20附近，记录下此温度的加热功率.温度和压缩机电功率。4整理实验仪器，关掉电源。4.数据记录和处理表1温度变化情况表时间T/min13579111315171921温度t/oC19.25.8-5.8-14.3-20.5-24.0-26.9-29.4-32.3-35.0-38.2表2制冷系数测量记录表蒸发器温度t/oC压缩器电功率P电/W加热功率P加/W-31.297584.1下降温度---时间曲线4.2制冷系数的计算（t=-31.2oC）所以有1.197*52.058p52.0p电加5.结论由实验可知，冰箱的制冷量和制冷系数随着温度的变化而变化，当时间足够长时，制冷量减少到极少值，蒸发器的温度趋于稳定，制冷系数不断的减少。参考文献[1]姜守忠，匡奕珍.制冷原理[M].中国商业出版社，2001.