本文選題：低溫實(shí)驗(yàn)室　切入點(diǎn)：可燃冰　出處：《天津商業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著可燃冰利用技術(shù)的快速發(fā)展,對可以貯存和儲(chǔ)藏可燃冰的環(huán)境的要求越來越高,對貯存可燃冰環(huán)境的性能探究也達(dá)到了新的高度。所以,人們對可燃冰低溫環(huán)境貯藏空間的探究已經(jīng)被提上的研究日程,越來越多的研究所和高校開展了此類的課題。對于可以貯存可燃冰的低溫環(huán)境的研發(fā),最為行之有效的方法就是建造超低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室,由于超低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室對實(shí)驗(yàn)工況要求較高,雙級(jí)壓縮系統(tǒng)則成為了為其提供良好運(yùn)行基礎(chǔ)的重要保障。低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室分為超低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室,低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室和恒溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室,分別使用的是雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)和單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng),在超低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室中可以研發(fā)可燃冰的性能。本文通過理論研究與工程實(shí)踐,對可燃冰低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了研發(fā)和性能探究。蒸汽壓縮式理論循環(huán)是本工程所采用的制冷方式,制冷系統(tǒng)分成三個(gè)部分,一個(gè)是應(yīng)用于恒溫實(shí)驗(yàn)室的單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng);另一個(gè)是應(yīng)用于超低溫實(shí)驗(yàn)室的雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng);第三個(gè)是應(yīng)用于低溫實(shí)驗(yàn)室的單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)。恒溫實(shí)驗(yàn)室的單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)使用R134a,超低溫實(shí)驗(yàn)室和低溫實(shí)驗(yàn)室的雙級(jí)和單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)使用R404A。根據(jù)設(shè)計(jì)工況計(jì)算出三個(gè)實(shí)驗(yàn)室的冷負(fù)荷,并根據(jù)設(shè)計(jì)工況選型得到壓縮機(jī)、冷風(fēng)機(jī)以及冷凝器的相關(guān)參數(shù)。搭建了三個(gè)實(shí)驗(yàn)室,分別對三個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使得三個(gè)實(shí)驗(yàn)室的溫度從環(huán)境溫度分別降低至各自的設(shè)計(jì)溫度,并在不同的實(shí)驗(yàn)室溫度的條件下記錄制冷機(jī)組的相關(guān)參數(shù),處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)排氣溫度、蒸發(fā)溫度、COP、制冷量、壓縮機(jī)耗功量等參數(shù)在不同的實(shí)驗(yàn)室溫度下的變化曲線,記錄了實(shí)驗(yàn)室從環(huán)境溫度降低至設(shè)計(jì)溫度所需的時(shí)間,并且對三個(gè)實(shí)驗(yàn)室的送回風(fēng)溫度場進(jìn)行了測試。同時(shí),也對三個(gè)實(shí)驗(yàn)室的制冷系統(tǒng)建立了理論模型,分析制冷系統(tǒng)在不同實(shí)驗(yàn)室溫度的條件下的參數(shù)變化情況,將理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證理論模型的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明,制冷系統(tǒng)在測試條件下,所得到的相關(guān)參數(shù)(即恒溫實(shí)驗(yàn)室,低溫實(shí)驗(yàn)室和超低溫實(shí)驗(yàn)室的制冷量、耗功量、COP、蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)壓力、冷凝溫度、冷凝壓力等參數(shù))可以說明制冷系統(tǒng)工作穩(wěn)定,恒溫實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)性能與壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家所提供的壓縮機(jī)性能比較吻合。低溫實(shí)驗(yàn)室和超低溫實(shí)驗(yàn)室的制冷量、耗功量、COP低于壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家提供的理論參數(shù),進(jìn)一步說明了壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家提供的壓縮機(jī)理論參數(shù)存在正常偏差。外置冷風(fēng)機(jī)方式提供給實(shí)驗(yàn)室良好的環(huán)境,無論氣流組織、溫度場、降低噪音和減少實(shí)驗(yàn)人員吹風(fēng)感等方面都有明顯的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況低溫實(shí)驗(yàn)室采用雙級(jí)系統(tǒng),超低溫實(shí)驗(yàn)室采用復(fù)疊式系統(tǒng)效果會(huì)更好。提高室內(nèi)環(huán)境溫度場精度,需要采用變頻制冷系統(tǒng),節(jié)流機(jī)構(gòu)使用電子膨脹閥。
[Abstract]:With the rapid development of combustible ice utilization technology, the requirements for the environment in which flammable ice can be stored and stored are becoming higher and higher, and the research on the performance of storage combustible ice environment has reached a new height. The research on the storage space of combustible ice in low temperature environment has been put on the research agenda. More and more research institutes and universities have carried out this kind of research. The most effective method is to build an ultra-low temperature environment laboratory. The two-stage compression system has become an important guarantee for its good operation. The cryogenic environment laboratory is divided into ultra-low temperature environment laboratory, low temperature environment laboratory and constant temperature environment laboratory. Two stage compression refrigeration system and one stage compression refrigeration system are used, which can develop the properties of combustible ice in the laboratory of ultra-low temperature environment. The research and development of combustible ice cryogenic environment laboratory and its performance research are carried out. The steam compression theoretical cycle is the refrigeration method adopted in this project. The refrigeration system is divided into three parts: one is the single-stage compression refrigeration system used in the constant temperature laboratory; The other is a two-stage compression refrigeration system used in the ultra-low temperature laboratory. The third is a single stage compression refrigeration system for cryogenic laboratories. R134a is used for single stage compression refrigeration systems in constant temperature laboratories, and R404A is used for two-stage and single stage compression refrigeration systems in ultra-low temperature laboratories and cryogenic laboratories. The cooling load of the three laboratories was calculated under the working conditions. According to the design conditions, the relevant parameters of compressor, air cooler and condenser are obtained. The temperature of the three laboratories is reduced from the ambient temperature to the design temperature respectively, and the relevant parameters of the refrigeration unit are recorded under different laboratory temperatures, and the compressor exhaust temperature of the refrigeration system is obtained by processing the experimental data. The changing curves of evaporation temperature, cooling capacity, compressor power consumption and other parameters at different laboratory temperatures are recorded, and the time required for the laboratory to reduce from ambient temperature to design temperature is recorded. At the same time, the theoretical model of the refrigeration system in the three laboratories is established, and the variation of the parameters of the refrigeration system under different laboratory temperature is analyzed. The theoretical results are compared with the experimental results to verify the accuracy of the theoretical model. The results show that the relevant parameters (i.e. the refrigerating capacity of the constant temperature laboratory, the cryogenic laboratory and the ultra-low temperature laboratory) can be obtained under the test conditions of the refrigeration system. COP, evaporation temperature, evaporation pressure, condensation temperature, condensing pressure, etc.) can indicate that the refrigeration system is working stably. The system performance of the constant temperature laboratory is in good agreement with the compressor performance provided by the compressor manufacturer. The refrigerating capacity and power consumption of the cryogenic laboratory and the ultra-low temperature laboratory are lower than the theoretical parameters provided by the compressor manufacturer. It is further explained that there is a normal deviation in the theoretical parameters of the compressor provided by the compressor manufacturer. The external air cooler provides a good environment for the laboratory, regardless of the airflow organization and the temperature field, According to the actual situation of the experiment, the two-stage system is adopted in the low temperature laboratory and the overlapping system is used in the ultra-low temperature laboratory. The precision of the indoor temperature field is improved. Frequency conversion refrigeration system is needed and electronic expansion valve is used in throttling mechanism.
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB65

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本文編號(hào)：1672818