1、大连海事大学毕 业 论 文二 O O 九 年 六 月船舶制冷系统制冷量及过热度的实验研究 专业班级：轮机工程05-10姓 名：林家声指导教师：张兴彪轮机工程学院- 24 -船舶制冷及过热度分析实验摘要船舶制冷系统是现代船舶不可缺少的系统之一，在船舶运输效率方面发挥着重大的作用。本文首先对船舶制冷系统做了整体地概述，先后介绍了制冷方式，船舶制冷系统的主要元件，船舶常用的制冷剂和船舶上常用的压缩式制冷工作原理。在介绍过程中采用结构图和原理图的方式说明，使内容更加简单直观。列出了各种制冷剂的优缺点。其次是分析了制冷剂压焓图的各个参数并说明该图的使用。列出了实验所在“育鲲”轮的制冷系统图、实验说用的各
2、种测量仪器及系统所用的制冷剂R404的相关参数。用表格记录了所测对象（流量、压力及温度）的数据并对数据做了相应处理，根据流量的数据和过热度的数据制得了流量变化图和过热变化图。最后对本次实验做了总结，并提出了优化建议。 AbstractThe ships refrigeration system is one of modern ships essential systems, it is playing the significant role in the ships transportation efficiency aspect.This article first has outlin
3、ed the ships refrigeration system overall, introduced the refrigeration way successively, the ships refrigeration system key elements, the refrigerant commonly used on the ships and the principle of work of the compression type refrigeration commonly used on ships . the structure drawing and the sch
4、ematic diagram way has be Used in the introduction process to explain, so the content to be simpler intuitively. the good and bad points of each kind of refrigerant has be listed. Next it analyzes the each parameter of refrigerant pressure-enthalpy diagram and explains the use of this diagram. It li
5、sts the refrigeration diagram of the experiment which is made at “yukun”， each kind of metering equipment which is used in the experiment and the related parameter of the refrigerant R404 which is used in the system. The data of current capacity, pressure and temperature is recorded with the form an
6、d has been transacted relatively, according to the current capacity data and the data of degree of superheat，the current capacity change chart and superheat change chart is chalked up. Finally it has made the summary to this experiment, and proposed the optimization plan and the suggestion.目 录一、 前言1
7、 1.1制冷发展历史 11.2 制冷的定义2二、制冷方式 22.1、液体汽化制冷22.2、气体膨胀制冷32.3、涡流管制冷32.4、热电制冷4三、 船舶制冷系统的主要元件43.1压缩机53.2冷凝器63.3膨胀阀73.4蒸发器8四、 船舶常用的制冷剂8五 、船舶制冷系统工作原理 10六、过热度116.1制冷剂的压焓图116.2过热度分析实验12七、 小结 20八、致谢21参考文献21附图（一）21附图（二）23一、前言制冷和低温技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。 在长期的生产实践和日常生活中，人们发现许多现象与温度有密切关系。在现代国际贸易的运输行业中，主要依靠船舶运输，而船
8、舶的航次往往要经历一段较长的时间，为了保证船员的生活质量和产品的需要人工创造低温环境。通过降低温度，可以减缓生物的化学反应，从而抑制食品发酵、霉菌的增殖，对食品保鲜起重要作用。从而提高船舶营运效率。1.1 发展历史 现代的制冷技术，是 18世纪后期发展起来的。在此之前，人们很早已懂得冷的利用。我国古代就有人用天然冰冷藏食品和防暑降温。 马可波罗在他的著作马可波罗游记 中，对中国制冷和造冰窖的方法有详细的记述。 1755 年爱丁堡的化学教师库仑利用乙醚蒸发使水结冰。他的学生布拉克从本质上解释了融化和气化现象，提出了潜热的概念，并发明了冰量热器，标志着现代制冷技术的开始。 在普冷方面，1834 年
9、发明家波尔金斯造出了第一台以乙醚为工质的蒸气压缩式制冷机，并正式申请了英国第 6662 号专利。这是后来所有蒸气压缩式制冷机的雏型，但使用的工质是乙醚，容易燃烧。到 1875 年卡利和林德用氨作制冷剂，从此蒸气压缩式制冷机开始占有统治地位。在此期间，空气绝热膨胀会显著降低空气温度的现象开始用于制冷。1844 年，医生高里用封闭循环的空气制冷机为患者建立了一座空调站，空气制冷机使他一举成名。威廉西门斯在空气制冷机中引入了回热器，提高了制冷机的性能。 1859 年，卡列发明了氨水吸收式制冷系统，申请了原理专利。 1910 年左右，马利斯莱兰克发明了蒸气喷射式制冷系统。 到 20 世纪，制冷技术有了
10、更大发展。全封闭制冷压缩机的研制成功（美国通用电器公司）；米里杰发现氟里昂制冷剂并用于蒸气压缩式制冷循环以及混合制冷剂的应用；伯宁顿发明回热式除湿器循环以及热泵的出现，均推动了制冷技术的发展。 在低温方面，1877 年卡里捷液化了氧气；1895 年林德液化了空气，建立了空气分离设备；1898 年杜瓦用液态空气预冷氢气，然后用绝热节流使氢气成为液体，温度降至 20.4K；1908 年卡末林昂纳斯用液态空气和液态氢预冷氦气，再用绝热节流将氦液化，获得 4.2K的低温。杜瓦于 1892 年发明的杜瓦瓶，用于贮存低温液体，为低温领域的研究提供了重要条件。 1934 年，卡皮查发明了先用膨胀机将氦气降温
11、，再用绝热节流使其液化的氦液化器；1947 年柯林斯采用双膨胀机于氦的预冷。大部分的氦液化器现已采用膨胀机，在制冷技术的开发和实际使用中获得广泛的应用。 新的降低温度方法的发明，扩大了低温的范围，并进入了超低温领域。德拜和焦克分别在 1926 年和1927 年提出了用顺磁盐绝热退磁的方法获取低温，应用此方法获得的低温现已达到（11035103） K；由库提和西蒙等提出的核子绝热去磁的方法可将温度降至更低，库提用此法于 1956 年获得了 20103K。1951 年伦敦提出并于 1965 年研制出的 3He-4He混合液稀释制冷法，可达到 4103K；1950 年泡墨朗切克提出的方法，利用压缩液
12、态 3He的绝热固化，达到 1103K【1】。1.2 制冷的定义 制冷是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却，使其温度降低到环境温度以下，保持并利用这个温度。 按照所获得的温度，通常将制冷的温度范围划分为以下几个领域： 120K以上，普冷； （1200.3）K，深冷（又称低温）； 0.3K以下，极低温。 由于温度范围不同，所采用的降温方式，使用的工质、机器设备以及依据的具体原理有很大差别。二、制冷方式1.压缩机 2.冷凝器 3.节流阀 4.蒸发器图2-1 压缩式制冷系统示意图制冷的方法很多，根据制冷的原理不同可以分为液体汽化制冷、热电制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷、磁制冷、绝热放气制
13、冷和电化学制冷等12。常见的有以下四种：2.1、液体汽化制冷液体汽化制冷是利用液体汽化时的吸热效应而实现制冷的。在一定压力下液体汽化时，需要吸收热量，该热量称为液体的汽化潜热。液体所吸收的热量来自被冷却对象，使被冷却对象温度降低，或者使它维持低于环境温度的某一温度。2.2、气体膨胀制冷高压气体绝热膨胀时，对膨胀机作功，同时气体的温度降低。用这种方法可以获得低温。标明图2-2 空气膨胀制冷原理图2.3、涡流管制冷经过压缩并冷却到常温的气体(通常是空气，也可以是C02，N2等其他气体)进入喷嘴，在喷嘴中膨胀并加速到音速，从切线方向射入涡流室，形成自由涡流。 标明图2-3 涡流管制冷装置自由涡流的旋
14、转角速度离中心越近就越大。由于角速度不同，在环形气流的层与层之间产生摩擦，内层气体失去能量，从孔板流出时具有较低的温度；外层气体吸收能量，动能增加，又因为与管壁摩擦，将部分动能变成热能，使得从控制阀流出的气体具有较高的温度。2. 4、热电制冷热电制冷又称温差电制冷或半导体制冷。在铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正、负极上，通电后，发现一个接头变热，另一个接头变冷，这个现象称为帕尔帖效应缌是热电制冷的依据。 船舶常用的制冷方式是斲体汽化制冷。三、船舶制冗系统的主要元件船舶制冷系统主要有四大元件：压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器。3.1压缩机制冷压缩机是制冷系统的核心部件，通常
15、称为制冷机的主机。科学技术的进歡，新式制冷系统不断出现，推动了制冷压缩机制造技术的不断进步。从目前制冷压缩机的发展趋势来看，结构紧凑、高效节能以及振低噪等特点是制冷压缩机制造技术不断追求的目标3。 制冷压缩机的作用： l、从蒸发器中吸m蒸气，以保证蒸发器内一定的蒸发压力；2、提高压力(压缩)，以创造在较高温度下冷凝的条件；3、输送制冷剂，使制冷剂完成制冷循环。制冷压缩机的种类很多，船舶上通常使用的是容积型压缩机，它是靠工作腔容积的改变来实现吸汽、压缩、排汽等过程。属于这类压缩机的有往复式压缩机和回转式压缩机。 1、往复式压缩机的工作原理（a）压缩 （b）排气 （c）膨胀 （d）吸气 图3-1
16、往复式压缩机的示意图及工作过程1、气缸 2、活塞 3、连杆 4、曲轴 5、排气阀 6、吸气阀 7、曲轴箱往复式压缩机又称活塞式压缩机。压缩机的工作腔是汽缸。活塞在汽缸内作上下往复运动，从而完成了压缩、排汽、膨胀、吸汽等过程。图1中的四个过程分别表示了压缩机1二作中的四个过程。到最低位置(称活塞的下止点)时，汽缸吸满蒸气。而活塞转而向上，这时吸、排汽门都关闭，汽缸容积缩小，蒸气被压缩，一直压缩到排汽压力为止。图中(b)为排汽过程：当压力达到一定值(大于排汽管内压力)时，排汽阀开启，活塞继续上移，蒸气排出，一直到活塞上移到最高位置(这位置称活塞的上止点)时，排汽结束。图中(c)是余隙膨胀过程：为了
17、防止活塞与吸排汽阀碰撞，活塞上移到上止点时，活塞与汽缸顶部之间留有一定间隙，称余隙。当活塞转而向下运动时，排汽结束时留在余隙内的高压蒸气阻止吸汽阀开启，吸汽不能开始。这时余隙内的蒸气随着活塞下移而进行膨胀，一直膨胀到吸汽压力以下时才结束。图中之(d)是吸汽过程：吸汽阀开启，随着活塞往下运动而吸汽，一直进行到活塞下移到活塞下止点为止。 ( 2)优点：它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工lT艺要求较低，造价比较低，适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。(3)缺点：无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化，排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大
18、的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点，已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式，曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。图3-2喷油式螺杆压缩机 1、阳转子 2、阴转子3、机体 4、滑动轴承 5、止推轴承 6、轴封 7、平衡活塞 （a） （b） （c）图3-3 螺杆式压缩机工作过程2、螺杆式压缩机的构造与工作过程螺杆式压缩机是一种回转式容积式压缩机。它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成蒸气的吸人、压缩和排出过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世，主要用于压缩空气。后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现，性能得到提高，目前，喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。螺杆式压
19、缩机分为双螺杆和单螺杆两大类，双螺杆压缩机习惯上称为螺杆式压缩机。(1)图3-2为喷油式螺杆式压缩机的构造。在断面为双圆相交的汽缸内，装有一对转子 阳转子和阴转子。阳转子有四个齿，阴转子有六个齿，两根转子相互啮合。当阳转子旋转一周，隐转子旋转23周，或者说，阳子的转速比阴转子的转速快50。图3是螺杆式压缩机从吸汽靠排汽的工作过程，在汽缸的吸汽端座上开有吸汽口，当齿槽与吸汽口相通时，吸汽就开始，随着螺杆的旋转，齿槽脱离吸汽口，一对齿槽空间吸满蒸气，如图(a)。螺杆继续旋转，两螺杆的齿与齿槽相互啮合，有汽缸体、啮合的螺杆和排汽端座组成的齿槽容积变小，而且位置向排汽端移动，完成了对蒸气压缩和输送的作
20、用，如图(b)。当这对齿槽空间与端座的排汽口相通时，压缩终了，蒸气被排出，如图(c)。每对齿槽空间都存在着吸汽、压缩、排汽三个过程。在同一时刻存在着吸汽、压缩、排汽三个过程，不过它们发生在不同的齿槽空间。(2)螺杆式压缩机的优点：螺杆式压缩机只有旋转运动，没有往复运动，因此压缩机的平衡性好，振动小，可以提高压缩机的转速。螺杆式压缩机的结构简单、紧凑，重量轻，无吸、排汽阀，易损件少，可靠性高，检修周期长。在低蒸发温度或高压缩比工况下，用单级压缩仍然可正常工作，且有良好的性能。这是由于螺杆式压缩机没有余隙，没有吸、排汽阀，故在这种不利工况下仍然有较高的容积效率。螺杆式压缩机对湿压缩不敏感。螺杆式压
21、缩机的制冷量可以在10一100范围内无级调节，但在40以上负荷时的调节比较经济。(3)缺点：噪声较大，以及需要设置一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助设备，造成机组体积大。3.2冷凝器冷凝器是制冷系统中的一种热交换器，使制冷剂过热蒸汽受冷却凝结为液体。冷凝器的种类很多，大中型制冷设备常用的有卧式壳管式、立式壳管式、淋水式、蒸发式、空气冷却式和板式冷凝器4。船舶上的冷却源是海水或者河水，因其船上常用壳管式和板式冷凝器。 1.卧式壳管式冷凝器、卧式冷凝器的结构和组成，如图3-4所示。钢制圆柱壳体的两端焊有端盖，在壳内装有一组横卧的直管管簇。冷凝器中冷却水的流速一般为 0.81.2m/s时传热系数
22、 K 2.5l3.34MJ/（m2 h），单位面积热负荷qF12.5414.63MJ（m2.h)。这种冷凝器的优点是结构紧凑、占空间高度小、传热系数高。缺点是清除水垢困难。 图3-4 卧式壳管式冷凝器1、放空气旋塞 2、放空气 3、制冷剂进口 4、均压管 5、压力表 6、安全阀 7、水出口 8、水进口 9、制冷剂出口 10、放水旋塞2板式冷凝器一种结构简单、冷凝传热系数高、占地面积小、污垢系数低、清洗方便的板式冷凝器。技术方案是：包括传冷板片、密封垫片、压紧板、导杠和夹紧螺栓，其特征是所述的传冷板片设置有汽孔、水孔，汽孔、水孔位于板片的四角，汽孔、水孔的外侧设置有边槽，边槽相互连接，在边槽包围
23、的区域内设置传冷区，传冷区内设置传冷沟槽，在传冷板片的两端设置有挂架孔。3.3膨胀阀目前船上多数使用热力膨胀阀，它的结构原理图如下： 图3-5 热力膨胀阀结构原理图1、感温包 2、毛细管 3、气箱盖 4、薄膜 5、制冷剂出口 6、制冷剂进口它是利用蒸发器出口处蒸汽的过热度来调节制冷剂的。如图11-8所示，由感应元件（感温包）、膜片、阀体、阀座等组成。在制冷机组正常运转条件下，感应元件灌注剂压力等于膜片下气体压力与弹簧压力之和，处于平衡状态。如供制冷剂不足，引起蒸发器出口处回汽，过热度增大，感温包温度升高，使膜片下移，阀口的开启度增大，直至供液量与蒸发量相当时，再得到平衡。故热力膨胀阔能自动调节
24、间的开启度，供液量随负荷大小自动增减，可保证蒸发器的传热面积得到充分利用，使压缩机正常安全地运行。3.4蒸发器蒸发器是制冷剂吸收被冷却介质的热量的热交换器。为了更有效的进行热交换，船上冷库常用的蒸发器是冷风机。结构简图如下： 图3-6 1、蒸发管组 2、电动机 3、离心式风机的出口四、船舶常用的制冷剂R12简介R12的标准蒸发温度为-29.8，与氨和R22相比，在相同使用温度下它的压力较低、排气温度较低。它在空气中的体积含量达到20%时，人才开始有感觉；容积浓度超过30%时，会使人窒息。但R12遇明火或温度达到400以上时会分解出剧毒的光气。R12在水中溶解度很小，在系统中易产生泳堵5。R12
25、能与矿物冷冻机油以任何比例溶解，因此R12制冷系统的换热器不会产生油膜；在容器内也不出现分层，因而不可能从容器中把油分离出来。如果安装不当，油会积存在蒸发器里，影响传热效率，也影响压缩机的冷冻机油量，因此R12的蒸发器为了使油顺利回到压缩机，往往采用上进下出的连接方法。另外，在压缩机曲轴箱里，停机时因压力升高，油中的R12溶解量增多；当启动时，压力降低，油中的R12大量蒸发出来，使油起泡，会影响油泵工作，所以较大容量的R12制冷机在启动前先对曲轴箱内的油加热，让R12先蒸发出去。R12的渗透性很强，甚至铸件的极细缝隙，螺纹接合处等都可能泄漏，因此要求机器的密封性要良好。R12对一般金属不腐蚀，
26、但能腐蚀镁及含镁超过2%的铝镁合金。R12对天然橡胶和塑料有膨润作用，因此R12系统的密封材料采用耐腐的丁腈橡胶或氯醇橡胶。R12是出现早，使用量大、现在因为其破坏环境而禁用。介绍R22 R134aR134a被认为是代替R12的新制冷剂。它的ODP值为0；GWP值为0.240.29。标准蒸发温度为-26.2；凝固点为-101。它的制冷循环特性不如R12（单位容积制冷量和COP值都小于R12）；R134a分子量大，流动阻力损失比R12大，但传热性能比R12好。R134a与R12在溶油的种类和溶油特性上都有很大差异。R134a的分子极性大，在非极性油（例如矿物油和烷基苯油）中的溶解度极小。R134
27、a制冷压缩机主要使用合成油，如PAGs(聚烯醇类油)、酯基油和氨基油。R134a虽与它们互溶，但在高温区溶解度随温度升高反而减小。这种特性使系统在较宽广的温度、压力范围运行有困难。PAGs用作R134a系统冷冻机油对金属有轻微腐蚀。腐蚀程度取决于金属的微观结构和系统的含水量。R134a自身不具备润滑性。机器中的运动部件供油不足时，会加剧磨损甚至产生烧结。为此，在合成油中需要增加添加剂以提高润滑性。R134a对非金属材料的膨润作用比R12略强。但R134a的热分解温度远高于压缩机和系统中可能出现的温度，在一般的制冷应用范围，其化学稳定性是良好的。R134a的分子直径比R12小，更容易泄漏。而稳定
28、性高又使电子卤素检漏仪不易检测到，传统的CFC电子检漏仪对R134a的反应不敏感。这给制造和维修带来很大麻烦。R134a价格昂贵。R134a的温室效应指标比较高。R22 R22的标准蒸发温度为-40.8，凝固温度为-160。它的饱和压力特性与氨相近，单位容积制冷量也与氨差不多。压缩终温虽不如氨高，但在氟里昂类中属于高的，如果在高压比下工作，压缩机要采取冷却措施。R22毒性比R12略大，但仍属安全的制冷剂。R22仍属于不溶于水的物质，系统中含水量超标则有可能引起冰堵和“镀铜”现象。R22与冷冻机油有限溶解。在系统高温侧部分(冷凝器、贮液器中)R22与油完全溶解；在低温侧，R22与油的混合物处于溶
29、解临界温度以下时，蒸发器或低压贮液器中液体将出现分层。上层主要是油、下层主要是R22，所以要有专门的回油措施。干式蒸发器为了保证顺利回油，一般采用 “上进下出”的进液方式；管内制冷剂要有足够的流速；特别是上升回气立管，在管径设计时，必须考虑满足最小带油速度。另外，压缩机排气管上应设油分离器，以便将运行中有可能从压缩机带入系统的冷冻机油减到最少。R22对有机物的膨润作用很强。系统的密封件应采用耐氟材料。R22属HCFC类物质。环境指标ODP为0.05左右，GWP为0.35左右。R22在近期内也将采取禁用措施。R404A（SUVA 404A）制冷剂是一款由HFC类物质组成混配制冷剂，不含任何破坏臭
30、氧层的物质，其ODP值为零，是R502制冷剂的最主要的中长期替代品。 R404A适用于中低温的新型商用制冷设备（超市冷冻冷藏柜、冷库、陈列展示柜、运输）、制冰设备、交通运输制冷设备、船用制冷设备或更新设备，适用于所有R502可正常运作的环境，得到全球绝大多数的制冷设备制造商所认可，并在其生产的低温制冷设备初装及维修中广泛使用。五、船舶制冷系统工作原理单级蒸气压缩式制冷系统如下图1所示。它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。其工作过程如下：制冷剂在蒸发压力下沸腾， 蒸发温度低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气，并将它压缩到冷凝压力， 然后送往冷凝器，在冷凝压力下等压冷
31、却和冷凝成液体，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质（通常是水或空气） 与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度，冷凝后的液体通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器。 当制冷剂通过膨胀阀时，压力从冷凝压力降到蒸发压力，部分液体气化，剩余液体的温度降至蒸发温度，于是离开膨胀阀的制冷剂变成温度为蒸发温度的两相混合物。 混合物中的液体在蒸发器中蒸发，从被冷却物体中吸取它所需要的气化潜热。混合物中的蒸气通常称为闪发蒸气，在它被压缩机重新吸入之前几乎不再起吸热作用。 图5-1 单级蒸汽压缩式制冷系统图 1-压缩机 2-冷凝器 3-膨胀阀 4-蒸发器六、过热度过热度是指蒸发器出口制冷剂温度与蒸发
32、器出口制冷剂压力对应的饱和温度之差。6.1制冷剂的压焓图压焓图的构成在进行制冷安全分析和制冷循环的计算时，经常需要确定制冷剂的状态及其变化过程。为此人们为各种制冷剂制定了热力性质图，这种图就是制冷剂的压焓图。压焓图实际为压力-比焓图，简称压焓图，也称lgp-i图。它是以制冷剂的比焓h作为横坐标，以压力p作为纵坐标绘制而成的6，见图 6-1。图6-1 制冷剂的压焓图lgP制冷剂的压焓图中共有八种线条，六个参数：（1）饱和液体线（X=0）；（2）干饱和蒸气线（X=1）；（3）等干度线，参数为X（X=定值）；（4）等压线，参数为p（p=定值）；（5）等温线，参数为t（t=定值）；（6）等比焓线，参数
33、为i（i=定值）；（7）等比熵线，参数为s（s=定值）（8）等比体积线，参数为v（v=定值）。饱和液体线与干饱和蒸气线将lgp-h图分成三个区域： 饱和液体线的左边：过冷液体区域； 饱和液体线与干饱和线之间：湿饱和蒸气区域； 干饱和线的右边：过热区域。压焓图的应用制冷剂的参数中饱和压力和饱和温度，是互相不独立的状态参数，知道其中一个参数的值，就可以从制冷剂的饱和热力性质表中查得另一个参数的值。在压焓图饱和区中，这一段的等压线与等温线重合。除此以外，一般只要知道制冷剂的任何两个独立的状态参数，即可在压焓图上找出代表这个状态的一个点，在这个点上可以找出其他有关参数的数值。在制冷剂的压焓图上，可以做
34、出制冷系统运行工况图，从中看出制冷剂的状态变化及其变化过程。6.2过热度分析实验本实验是在大连海事大学校船“育鲲”轮上完成的。分析肉库从-15（压缩机启起温度）到-18（压缩机停止温度）的流量的变化、过热的变化过程及两者之间的关系。“育鲲”轮是我国第一艘自行设计、建造的专用航海教学实习船于2008年4月正式投入使用，目前世界上最先进的专用远洋实习船之一，船上可容纳船员和教师40人，学员196人。因其船上配备了较大的伙食冷藏系统。“育鲲”轮制冷系统图如下:系统所用的制冷剂是R404.混合制冷剂R404A及相关参数产品名称:混合制冷剂R404A产品物理性质:分子量97.60沸点，-46.4冰点-临
35、界温度，72.1临界压力，Mpa3.74饱和液体密度30，(g/cm3)1.045液体比热30，KJ/(Kg)0.38等压蒸气比热(Cp)，30及101.3kPaKJ/(Kg)0.21破坏臭氧潜能值（ODP）0全球变暖系数值（GWP）-临界密度，g/cm3-沸点下蒸发潜能，KJ/Kg200.1实验所用的测量仪器：1、压力表2、流量计所采用的流量测量计MASS 6000 拥有最先进的数字信号处理技术的高性能设计，快速的流体阶跃响应，快速的批处理应用，抗过程噪声。3、传感器冷库进口压力和温度传感器实物肉库出口压力和温度传感器实物图4、控制面板所用的是西门子控制面板，它整体的PC设计针对抗振动、抗冲
36、击的高防护等级。例如特殊的吸收振动的悬浮式硬盘提供绝对的安全操作，即使在受到高强度的机械撞击的情况下。实测数据：从启动到停止的流量记录 制冷剂流量记录表 单位（kg/h）次序12345678910流量153176150156162169167176186184次序11121314151617181920流量193198203245282299307313319322次序21222324252627282930流量322312304297279267270280283293次序31323334353637383940流量305307305298280258243229222222次序414243
37、44454647484950流量228231197167152149150148149146次序51525354555657585960流量142154163168166161158139133128次序61626364656667686970流量123126126131154167180187192200次序71727374757677787880流量206203197185167154146144155163次序81828384858687888990流量177181177181191199186170164158次序919293949596979899100流量1621681661681
38、81191193188186162次序101102103104105106107108109110流量157153152160172175186157156153次序111112113114115116117118119120流量171178188196202195177171176166次序121122123124125126127128129130流量163160164174178192196197191180次序131132133134135136137138139140流量171167168175143109543118平均流量计算: 其中是平均流量；是每秒所记的流量值；t是记录过程所
39、用的时间。算得平均流量为187.03kg/h。“育鲲”轮 肉库制冷数据数据采取测量项平均值进口温度25.425.725.624.024.724.824.824.724.524.524.87出口温度-25.2-26.7-26.2-25.1-25.8-25.5-24.9-25.3-25.8-25.4-25.79进口压力 bar13.813.113.713.213.313.213.113.113.013.113.26出口压力 bar1.51.61.72.12.12.02.02.02.02.01.95出口压力对应的饱和温度-35.5-35.1-34.6-29.8-29.8-30.2-30.2-30.2
40、-30.2-30.2过热度10.38.48.44.74.04.75.34.94.44.8实验总结1、依本实验的过热度变化图，稳定过热度值在4-5之间，说明热力膨胀阀稳态调节良好。2、通过以上实验所得的流量变化图和过热度的变化图的对照反应了流量与过热度的变化过程，在其变化的初期反应了制冷剂流量变化的滞后性，变化后期反应了热力膨胀阀根据过热度调节流量的动态稳性。同时实验结果也证明了热动力学分析得到的吸排气端所测温度和吸排气端制冷剂状态、流量的定量联系3、实验验证过热度是个不稳定参数和过热度调节的滞后性，针对滞后性有可能引发的液击危害，建议在压缩机前端安装一个液体传感器，一旦探测到有液态制冷剂就会转
41、出信号来切断电源使压缩机的停止，从而进一步优化制冷系统的安全。4、在制冷量的计算中，由于外界条件计算参数、计算方法和计算中人为测量误差的存在，对于制冷量的确定都会产生影响，本文仅在忽略这些影响的基础上采用平均数据来计算的。5、实验所用的仪器比较先进，有利于减少误差，使计算所得结果更加接近实际结果。验证过热度正常和热力膨胀阀的调节性能。6、定期检查调整热力膨胀阀虽然有些麻烦，但对提高制冷效果、延长使用寿命、节约能源以及保证机房安全具有重要的现实意义。七、 小结 充分了解船舶制冷系统的结构和各热力参数及其之间的相关关系，对船舶制冷系统的管理、维护及修理有着重要的意义。希望本论文所做的实验和结果对“育鲲”轮制冷系统的改进有所帮助。八、致谢 本论文是在是在张兴彪老师的精心指导下完成的，特在此表示感谢。同时也感谢论文编写之间所有提供帮助和建议的同学。 参考文献 1 吴业正 制冷与低温技术原理 高等教育出版社 2004-8-12 解国珍 制冷技术
