制冷装置自动化A(2004级热能)答案
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制冷复习题库一填空(每空0.5分,共20分)1.制冷科学是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却,使其温度降到环境温度以下,并保持这个温度。
制冷技术主要研究①获得低温的方法②制冷剂的性质③制冷设备2.按制冷所达到的低温范围可伐分为普通制冷,深度制冷,低温制冷,超低温冷,其制冷温度分别为120K以上,120~20K ,20~0.3K , 0.3K以下.3.对于氨制冷系统,可以采用酚酞试纸和PH试纸来检漏,对于氟利昂制冷系统,可以采用电子卤素检测仪和卤素灯来检漏。
对于较大的泄露也可以用肥皂水来检漏4.制冷方法有多种,热电制冷是利用热电效应的一种制冷方法,吸附制冷的物理实质是以热能为动力的能量转换系统,磁制冷是在顺磁体绝热去磁过程中获得冷效应的。
利用旋风分离器中旋转的空气流具有低温,此种制冷方法叫涡流管制冷,该装置叫涡流管。
G-M制冷机的本质是利用刚性容器里的高压气体绝热放气时温度降低达到制冷目的。
5.膨胀机构的种类有很多,根据它们的应用范围可分为五种类型:手动膨胀阀、热力膨胀阀、热电膨胀阀、毛细管、浮球调节阀。
6.回热器通常指氟利昂制冷机中的气-液热交换器。
应用它能起(1)使液体过冷,以免在气流前汽化,(2)提高压缩机吸气温度,减少吸气管路中的有害过热损失,(3)防止液积7.常用的制冷剂按化学成份分类主要有三类:无机物,氟利昂,碳氢化合物家用小型单门冰箱中常用的制冷工质是R12,其蒸发温度-29.8,属氟利昂制冷剂。
8.载冷剂用于蒸汽压缩式制冷系统,又称第二制冷剂。
它的作用是传递冷量,常用制冷剂是水和无机盐水溶液9.制冷系统中充注制冷剂过少时,压缩机回气管的温度将上升,而排气管的温度将下降,制冷剂充注正常量时,压缩机回气管的温度将下降,而排气管的温度将上升10.氟利昂是饱和碳氢化合物的氟,氯,溴衍生物之总称。
其分子通式为C m H n F x Cl y Br z (n+x+y+z=2m+2) ,简写符号为R(m-1)(n+1)(x)B(z),其中R11的分子式为CFCl3,化学名称为一氟三氯甲烷;三氟甲烷分子式为CHF3,简写符号为R2311.1930年出现的压缩式制冷机给制冷技术带来新的变革,其制冷的物理实质是液体蒸发器。
技能认证制冷与空调设备运行操作考试(习题卷6)第1部分:单项选择题,共59题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]活塞压缩机中为了防止排气温度过高引起的一系列不利情况,应在压缩机出口处加装()。
A)吸气温度控制器B)排气温度控制器C)经济器答案:B解析:2.[单选题]当压力一定时,对饱和蒸气继续加热,其温度升高,此时的蒸气叫做()蒸汽。
A)过热B)饱和C)低压答案:A解析:3.[单选题]冷冻润滑油在制冷系统中的作用是()。
A)可减小制冷剂的流动阻力B)提高制冷系统的制冷量C)对压缩机起润滑、降温作用答案:C解析:4.[单选题]制冷压缩机工作时,当排气压力阀故障超过规定数值时,安全阀被打开,高压气体将()。
A)流回吸气腔B)排向大自然C)流回储液器答案:B解析:5.[单选题]安全生产“三违”行为通常不含()。
A)违章指挥B)违法乱纪C)违规作业答案:B解析:6.[单选题]在吸收式制冷中,与蒸汽压缩式式制冷中压缩机的抽气作用相同,负责从蒸发器中吸收制冷剂蒸汽的装置是()。
A)溶液泵B)发生器C)吸收器答案:C解析:在吸收器中,用液态吸收剂不断吸收蒸发器产生的低压气态制冷剂,以达到维持蒸发器内低压的目的;吸收剂吸收制冷剂蒸气而形成的制冷剂-吸收剂溶液,经溶液泵升压后进入发生器;在发生器中该溶液被加热、沸腾,其中沸点低的制冷剂汽化形成高压气态制冷剂,进入冷凝器液化,而剩下的吸收剂溶液则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。
7.[单选题]“三项”人员以欺骗、贿赂等不正当手段取得安全资格证或者特种作业操作证的,除撤销其相关资格证外,处()以下的罚款,并自撤销其相关资格证之日起3年内不得再次申请该资格证。
A)3千元B)2千元C)1千元答案:A解析:《安全生产培训管理办法》 第三十五条生产经营单位主要负责人、安全生产管理人员、特种作业人员以欺骗、贿赂等不正当手段取得安全资格证或者特种作业操作证的,除撤销其相关资格证外,处3千元以下的罚款,并自撤销其相关资格证之日起3年内不得再次申请该资格证。
2001级<制冷与空调装置> 课程试题(A 卷)合分人: 复查人:一、问答:(每题 2 分,共 80 分)1.节流膨胀机构有哪几种?毛细管、热力膨胀阀、手动膨胀阀;孔口(或孔板);电子膨胀阀;浮球阀。
2.安装截止阀时必须 低 进 高 出。
3.气液分离器的作用是什么?把气体和液体分离开来,气体进入压缩机,液体留在分离器内。
吸收热量气化后再进入压缩机,防止压缩机湿压缩。
4.果蔬采摘后还有哪几种生理活动?果蔬采摘后没有生命,所以需要呼吸、水份蒸发、产生激素。
5.常用的隔热材料有哪些?有麦糖、稻壳、软木、珍珠岩、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等。
6.请描述热物体在冷库中的放热过程。
开始进入冷库时,由于温差大,放热量很大。
随着物体表面温度下降,其放热量越来越小。
7.多台压缩机并联使用时氨压机出口处为什么要安装止回阀?当某一台压缩机停机时,在止回阀的作用下,工质不会倒流。
8.调压袋有什么功能?其功能是调节气调库中的压力,减少气调库两侧的压差。
9.直冷式冰箱和间冷式冰箱有什么区别?直冷式冰箱是通过制冷剂直接蒸发,冷量传给冷冻箱或冷藏箱;间冷式冰箱是制冷剂把冷量传给空气,空气通过循环传给冷冻箱或冷藏箱。
10.在冰箱冷凝器的换热计算中,热量都包括哪两种?热量包括潜热和显热。
11.冰淇淋机冷冻缸为什么不能进满料?因为冰激淋在制作过程中有大量空气进入其中,使体积膨胀,所以不能在缸中加满料,以免膨胀充满整个缸体,无法搅拌。
12.风幕出口平行流稳定段的作用是什么?稳定气流方向,使气流流向均匀,减少波动,形成层流;防止环境中的空气混入冷藏柜中,增加热负荷。
13.请叙述机械冷板式冷藏汽车的工作原理。
机械冷板式冷藏汽车由蓄冷板、(蒸发器)、压缩机、冷凝器、节流装置组成。
当汽车停靠站时,给压缩机接上电源,压缩机开始制冷,把冷量存于蓄冷板中。
等蓄冷板中的盐液全部固化后,可停止制冷,以后在行驶过程中厢内靠蓄冷板内盐液熔化提供冷量保持厢内温度。
2021年制冷与空调设备运行操作练习题和答案(Part12)共2种题型,共65题一、单选题(共30题)1.氨压力表的表盘最大压力小于等于1.6MPa时的精度要求是不低于()级。
A:2.5B:1.5C:3.5【答案】:A【解析】:氨压力表的安装应符合设计文件的规定,对精度要求:当表盘最大压力刻度小于等于1.6Mpa时应不低于2.5级,大于1.6Mpa时应.不低于1.5级;压力表应垂直安装,安装在压力波动较大的设备上、管道上的压力表,其导压管要采取减震措施,压力表的导压管不得接其他用途的管道;安装在室外的压力表要做防雨遮阳措施。
2.载冷剂pH值应保持在7.5~8,酸性太强时,可加()中和。
A:水B:苛性钠C:氯化钠【答案】:B【解析】:氢氧化钠,化学式为NaOH,俗称烧碱、火碱、苛性钠,为- -种具有强腐蚀性的强碱,一般为片状或块状形态,易溶于水(溶于水时放热)并形成碱性溶液,另有潮解性,易吸取空气中的水蒸气(潮解)和二氧化碳(变质),可加入盐酸检验是否变质。
NaOH是化学实验室其中- -种必备的化学品,亦为常见的化工品之一。
纯品是无色透明的晶体。
密度2.130g/cm3。
熔点318.4°C。
沸点1390°C。
工业品含有少量的氯化钠和碳酸钠,是白色不透明的晶体。
有块状,片状,粒状和棒状等。
式量39.997。
氢氧化钠在水处理中可作为碱性清洗剂,溶于乙醇和甘油;不溶于丙醇、乙醚。
与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。
与酸类起中和作用而生成盐和水。
3.制冷设备运行车间应避免设置()装置。
A:高温和加热B:电气和电器C:维修和检测【答案】:A【解析】:制冷设备运行车间应避免设置高温和加热装置。
4.制冷空调机房的门应该()。
A:向外开启B:向内开启C:视环境而定【答案】:A【解析】:机房的出人口和安装洞。
机房应设置两个不相邻的出入口,尤其是氨制冷机房应设置两个互相尽量远离的出入口,其中至少应有一个出入口直接对外,机房的的门门窗应向外开启。
1、判断题(对打“√”,错打“×”)(1)在实操场所工作时,要保持安静,不大声喧哗、嬉笑和吵闹,做与实操无关事。
(√)(2)发给个人的实训(实习)工具,可以任意支配和使用。
(×)(3)爱护工具与设备,做到经常检查、保养、用后即还习惯。
(√)A卷一、填空1.热是一种没有(沸点),没有(溶点),没有(凝固点),而且可以流动的液体。
2.一般情况下一台冰箱可以使用(10~15)年。
(教材P33)3.目前市场上使用的冰箱、空调的压缩机有(活塞式)、(离心式)、(回转式)。
4.冰箱在搬运时倾斜度不得超过(45℃)5.空调压缩机工作时其表面温度可达到(130~150)度。
(教材P33)6.为保证压缩机正常工作,通常在压缩机的启动绕阻串联了(常闭触点、温度继电器、过流过温升保护器)三个元件。
(教材P154)7.在全封闭式压缩机上,有工艺管口、排气管口、(吸气管口)。
8.冰箱和空调制冷系统中,毛细管的长度一般为()米。
9.空调上的空气过滤器在夏天使用时一般(30)天清洗一次。
(教材P198)10.空调一般分为两类:(整体式,分体式),其基本组成有:箱体、制冷系统、通风系统、电气控制系统、辅助器件等5部分。
11.空调器的通风系统主要由:离心风扇,轴流风扇,风扇电机,风道,空气过滤器等组成。
12.空调器的风扇有:贯流式,轴流式与离心式三种。
13.风门又称调节风阀,其主要作用是:调节空调系统中的风量和风压,以使系统风量、风压达到平衡。
14.风道和风门在制作、安装时,应注意严闭。
15.空气过滤器积尘过厚时,应进行清洗工作。
16.电冰箱、空调器与中小型冷库常见故障分析方法是:一看,二听,三嗅,四摸,最后根据综合分析后选用合适的方法给予修复。
17.电箱箱、空调器和中小型冷库的常见故障主要出现在制冷循环系统、电气控制系统和机械装置上。
18.实训(实习)工场内的材料和设备,一定要做到存放(稳当) 、(安全)、(有序) 。
制冷装置自动化习题一、问题描述在制冷装置的自动化控制系统中,需要解决以下习题:1. 温度传感器故障检测:如何检测温度传感器是否故障,以保证制冷装置的温度测量准确性?2. 制冷压缩机控制:如何控制制冷压缩机的启停,以实现恰当的温度控制和能耗优化?3. 制冷循环优化:如何优化制冷循环中的制冷剂流量、压力和温度,以提高制冷效率和节能效果?二、问题解决方案1. 温度传感器故障检测:为了检测温度传感器是否故障,可以采用以下方法:- 定期校准:定期对温度传感器进行校准,与标准温度计进行比较,如果存在较大偏差,则判断传感器可能存在故障。
- 冗余传感器:在制冷装置中设置多个温度传感器,通过比较不同传感器的测量值,如果存在明显差异,则判断其中一个传感器可能存在故障。
2. 制冷压缩机控制:为了实现恰当的温度控制和能耗优化,可以采用以下控制策略:- PID控制:利用PID控制算法,根据实时温度测量值与设定温度之间的偏差,调整制冷压缩机的启停状态,以实现温度的稳定控制。
- 负荷预测:通过分析历史数据和外部环境因素,预测制冷负荷的变化趋势,提前调整制冷压缩机的运行状态,以避免能耗的浪费。
3. 制冷循环优化:为了提高制冷效率和节能效果,可以采用以下优化措施:- 变频调速:利用变频器调节制冷压缩机的转速,根据实际需要调整制冷剂的流量和压力,以提高制冷效率和节能效果。
- 温度差控制:根据制冷循环中的温度差异,调整制冷剂的流量和压力,以保持制冷效果的稳定性和节能性。
三、数据分析和结果评估针对以上问题解决方案,可以进行数据分析和结果评估,以验证其有效性和可行性。
可以采集以下数据进行分析:- 温度传感器测量值:记录温度传感器的测量值,与标准温度计进行比较,评估传感器的准确性和稳定性。
- 制冷压缩机运行状态:记录制冷压缩机的启停状态和运行时间,评估控制策略的效果和能耗优化的程度。
- 制冷循环参数:记录制冷剂的流量、压力和温度等参数,评估优化措施对制冷效率和节能效果的影响。
制冷装置自动化习题一、题目描述设计一个制冷装置的自动化控制系统,实现对制冷过程中的温度、压力和湿度进行监测和控制。
系统应能实时检测环境温度、制冷剂压力和湿度,并根据设定的温度范围自动调节制冷机的运行状态,以保持恒定的温度和湿度。
二、系统设计要求1. 传感器选择:选择适合的温度传感器、压力传感器和湿度传感器,能够准确测量环境温度、制冷剂压力和湿度,并能与控制系统进行可靠的数据通信。
2. 控制策略设计:根据温度和湿度的设定值,设计合适的控制策略,包括制冷机的启停控制、制冷剂的循环控制和风扇的调速控制,以实现温度和湿度的自动调节。
3. 控制算法设计:根据传感器的测量数据和控制策略,设计合适的控制算法,能够实时监测环境温度、制冷剂压力和湿度,并根据设定值进行调节控制。
4. 控制器选择:选择适合的控制器,能够实现对制冷装置的自动化控制,具有高精度、高稳定性和可靠性。
5. 通信接口设计:设计合适的通信接口,能够与其他系统进行数据交互,如与监控系统进行数据传输和远程控制。
三、系统实施步骤1. 硬件搭建:根据系统设计要求,选择合适的传感器、控制器和通信接口,并进行硬件搭建,包括传感器的安装、控制器的连接和通信接口的配置。
2. 软件开发:根据控制策略和控制算法的设计,进行软件开发,包括传感器数据的读取、控制策略的实现和通信接口的编程。
3. 系统调试:将硬件与软件进行整合,进行系统调试,包括传感器数据的正确读取、控制策略的有效实施和通信接口的正常工作。
4. 性能优化:根据实际使用情况,优化系统性能,包括控制策略的调整、控制算法的改进和硬件配置的优化。
5. 系统测试:对系统进行全面测试,包括温度、压力和湿度的测量准确性、控制精度和稳定性的评估,确保系统能够满足设计要求。
6. 系统部署:将系统部署到实际制冷装置中,进行实际应用,包括系统的安装、调试和运行。
四、系统应用场景该制冷装置自动化控制系统可广泛应用于各种需要保持恒定温度和湿度的场景,如实验室、医药冷藏、食品冷链等。
《制冷与制冷设备技术》(第5版)教学指南(《指南》分:课程性质与任务、教学要求与建议、以及思考与练习(附参考答案)。
一、课程性质与任务1、性质第5版《制冷与制冷设备技术》是在第4版的基础上,再一版推出的教材。
该版教材继续坚持以基础知识必需够用为原则,以实践操作有的放矢为主线,任务总结学生为主教师为导,开阔视野兴趣知能同行拓展,在以下3方面作了进一步修定:(1)在教育目标上突出能力本位的职业教育思想,理论联系实际,以求实际应用需求。
如:带着学生走进“制冷实操现场参观学习、看一看、听一听、做一做、议一议等。
(2)在教学内容上强调与劳动部门的技能鉴定标准紧密相扣,体现学以致用的原则,操作性强。
在行文中力求文句简练,通佳易懂,图文并茂,使之更直观性。
围绕学习任务,将相关知识和技能传授给学生,激活学生的技能(知识)储备。
如“做实验说现象、电冰箱空调器基本原理和故障检修示图等。
(3)在形式上注意灵活多变,将学习、工作融于轻松愉悦的环境中,如:诗句与故事、电冰箱空调器维修案例、教仪装备介绍,以及全国技能竞赛惊影等。
2、任务第5版《制冷与制冷设备技术》从实际应用出发,分制冷概述、制冷基础知识、制冷设备结构与原理、制冷设备的制冷系统、制冷设备的电气控制系统、空调器的通风系统、制冷设备的选用与维护、制冷设备常见故障分析与处理、制冷设备维修服务与经营管理、电冰箱和空调器基本操作课题十个模块。
其中2009年全国职业院校技能大赛(中职组)“制冷与空调设备组装与调试”任务书,作为提高学生实践操作训练参考用。
通过本课程的学习,使学生掌握制冷技术的基本原理及实际操作技能,以适应社会对该岗位人才的需求。
二、教学要求与建议●:模块一《制冷概述》●教学要求通过讲解,了解本课程教学的性质与内容,以及制冷实操室的规则,树立安全与规范操作的职业意识;通过现场观看,认识制冷实操室的设备、仪器仪表及工具,明确学习目标、培养学习兴趣。
本模块分:制冷物理意义及研究内容、制冷实训室的内容与规则、走进制冷实训现场去看看3个环节。
2021年制冷与空调设备运行操作练习题和答案(Part8)共2种题型,共65题一、单选题(共30题)1.设备、管路压力超过其所能够承受的压力使制冷剂喷出并急剧膨胀,释放巨大能量而发生的爆炸,称为()事故。
A:腐蚀性B:物理性C:爆炸性【答案】:B【解析】:物理爆炸,是由物理变化而引起的,物质因状态或压力发生突变而形成爆炸的现象称为物理性爆炸例如容器内液体过热气化引起的爆炸,锅炉的爆炸,压缩气体、液化气体超压引起的爆炸等.物理性爆炸前后物质的性质及化学成分均不改变.比如高压锅使用不当引起的爆炸。
物理爆炸的定义:这是一种物理过程。
在爆炸中,介质只发生物态变化,不发生化学反应。
这类爆炸- -般是由于容器内气体压力升高超过容器所能承受的压力,致使容器破裂所形成的。
如锅炉爆炸、高压气瓶及其它压力容器、轮胎爆炸。
2.离心式制冷机组手动操作导叶开关式应注意,刚开车时为了时机组跳过易喘振区,需连续开达导叶至()%以上。
A:20B:30C:40【答案】:B3.氨吸收式制冷系统中,吸收器内的压力和蒸发器内的压力相比()。
A:吸收器内压力低B:蒸发器内压力低C:两者差不多【答案】:A【解析】:吸收式制冷系统也被分为高压侧和低压侧两部分。
蒸发器和吸收器属于低压侧。
蒸发器内的压力由所希望的蒸发温度确定,该温度必须稍低于被冷却介质的温度;吸收器内压力稍低于蒸发压力,- -方面是因为在它们之间存:在着管道等的流动阻力,另- -方面也是溶液吸收蒸气所必须具有的推动力。
冷凝器和发生器属于高压侧,冷凝器内的压力是根据冷凝温度而定的,该温度必须稍高于冷却介质的温度;发生器内的压力由于要克服管道阻力等的影响而应稍高于冷凝器的压力。
在进行下面的讨论时将忽略这些压差,然而在实际情况下,这种压差(尤其是蒸发器和吸收器之间的压差)必须加以考虑,特别是在低温装置中,蒸发器和吸收器之间的较小压差就能引起浓度的较大差别。
4.实现压缩机制冷循环是电动机将电能转换成()。
制冷装置及其自动化课程习题:1、图1为一自动控制系统在给定值为单位阶跃干扰的作用下的过渡过程曲线,请画出最大超调量,振荡周期和过渡过程时间。
图12、有一温度控制系统,当受到比例积分控制器控制的时候,其过渡过程曲线的变化形式有那几种,请根据比例系数和积分时间常数变化的情况进行分析。
3、图2是一个浮子调节阀控制液位的自动调节图,请写出其自动调节框图,并分别写出调节对象、发信器、调节器、执行器、被调参数。
图2 液位的自动调节图1-浮子;2-杠杆机构;3- 阀件4、图3是一个简单的库房温度调节系统,请写出其自动调节的框图,并分别写出调节对象、发信器、调节器、执行器所指。
图 3 库房温度自动调节系统1.冷库2. 温包3.温度控制器4.电磁阀5. 冷风机5、试说明图4所示比例调节器的工作原理和比例系数。
图 4 浮子式液面调节系统示意图7.图6为从制冷剂侧调节风冷式冷凝器的压力图,简单说明其冷凝压力推动调节过程。
图 6 制冷剂侧冷凝压力控制系统8.请推导图7中e与pc之间的关系,其中,Ri>>Rd。
(a) (b)图 710. 图8为从制冷剂侧调节的风冷式冷凝器压力图,试说明其调节过程。
图 8 制冷剂侧调节的风冷式冷凝器1-压缩机 2-冷凝器 3-高压调节阀 4-差压调节阀5-贮液器 6-膨胀阀 7-蒸发器11、图9为热气旁通能量调节的机组运行特性图,图中曲线A 是压缩机能力特性;曲 线B 是能量调节阀的能力特性,假定正常情况下机组满负荷(18.5kW )运行的蒸发 温度为t0=-8℃。
试说明热气旁通能量调节原理。
2 147 1135618.5A15.79 9.=Q B -Q A=Q-11 -8 t 0(℃)110 140 P s(kPa) 图 9 热气旁通能量调节的机组运行特性图15、某换热器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。
试 分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和调节过程时间 (给定值200℃)。
思考题1.什么是制冷?制冷技术领域的划分。
答:用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却,温度降到环境温度以下,并保持这个温度。
120k以上,普通制冷120-20K深度制冷20-0.3K低温制冷0.3K以下超低温制冷2.了解各种常用的制冷方法。
答:1、液体气化制冷:利用液体气化吸热原理。
2、气体膨胀制冷:将高压气体做绝热膨胀,使其压力、温度下降,利用降温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。
3、热电制冷:利用某种半导体材料的热电效应。
4、磁制冷:利用磁热效应制冷3.液体气化为什么能制冷?蒸气喷射式、吸附式属于哪一种制冷方式?答:液体气化液体汽化时,需要吸收热量;而吸收的热量是来自被冷却对象,因而被冷却对象变冷。
蒸气喷射式、吸附式属于液体气化制冷4.液体气化制冷的四个基本过程。
答:压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程5.热泵及其性能系数。
答:热泵:以环境为低温热源,利用循环在高温下向高温热汇排热,收益供热量,将空间或物体加热到环境温度以上的机器。
用作把热能释放给物体或空间,使之温度升高的逆向循环系统称作热泵。
(当使用目的是向高温热汇释放热量时,系统称为热泵。
)热泵的性能系数COP=Qa/W供热量与补偿能之比。
6.制冷循环的热力学完善度,制冷机的性能系数COP答:1、循环效率(热力学完善度):说明制冷循环与可逆循环的接近程度。
热力完善度愈大,表明该实际制冷循环热力学意义上的损失愈小,因此循环的经济性必然俞高。
定义:一个制冷循环的性能系数COP与相同低温热源、高温热汇温度下可逆循环的性能系数之比COPc 0< ∩=COP/COPc <12、制冷机的性能系数:COP=Q/W7.单级蒸气压缩制冷循环的四个基本部件答:压缩机:①提高制冷剂的压力;②形成输送制冷剂的动力冷凝器:制冷剂高压蒸气与环境温度介质充分热交换膨胀阀: ①使高压常温制冷剂节流膨胀降压;②调节进入蒸发器的制冷剂流量蒸发器: 提供低压制冷剂与冷却空间充分热交换的场所,使制冷剂不断吸热汽化。
拟题学院(系):机电工程学院
适用专业:热能工程041-2
2007/2008 学年1学期制冷装置自动化(A)试题标准答案
(答案要注明各个要点的评分标准)
1. 图1是一个简单的库房温度调节系统,请写出其自动调节的框图,并分别写出调节对象、发信器、调节器、执行器所指。
(20分)
答:(1) 框图:(10分)
(2) 调节对象:库房(2分)
调节器:温度控制器。
(2分)
发信器:温包。
(2分)
执行器:电磁阀。
(2分)
被调参数:库房温度θ。
(2分)
拟题人:
书写标准答案人:
图1 库房温度自动调节系统
1.冷库
2. 温包
3.温度控制器
4.电磁阀
5. 冷风机
调节器执行器调节对象
发信器
给定值r偏差e p q
干扰作用
被调参数
(温度θ)测量值z
2. 如图2所示。
假定箱内壁与箱内空气温度相同,均匀分布,可视为集中参数,箱壁不蓄热。
箱内空气温度为θ,制冷剂蒸发温度为θ2,箱外空气温度为θs ,渗入箱内热量为Q 入,制冷剂带走热量为Q 出。
假设k 1—箱壁当量传热系数;A 1—箱壁传热面积; k 2—蒸发器壁当量传热系数;A 2—蒸发器传热面积。
(其它参数可自行合理假定表示。
)试建立冷藏箱内空气温度动态方程。
(20分)
答:渗入冷藏箱的热量为
11s ()Q k A θθ=-入 (1)
式中 1k :箱壁当量传热系数;1A :箱壁传热面积。
(3分) 制冷剂带走的热量为:
222()Q k A θθ=-出 (2)
式中2k :蒸发器壁当量传热系数;2A :蒸发器传热面积。
(3分) 初始稳态时,有0
Q Q =入出,0θθ=
当渗入热量与制冷剂带走热量不平衡时,热容量U 发生变化:
-dU
Q Q dt
=入出 (3分) 冷藏箱热容量
图2 冷藏箱对象示意图
Q 入
Q 出
冷剂
=1
=n
i i i U m c C θθ=∑
式中 C :冷藏箱对象容量系数, n
i 1
C i i m c ==∑;
m i :箱壁、货物及设备质量;
i c :箱壁、货物、设备的比热容; (3分) 因此:
-dU d C Q Q dt dt
θ
==入出 (3)
11222112221122()()
()s s d C
k A k A dt
k A k A k A k A θ
θθθθθθθ
=---=+-+(5分) 故: 112211222()s d C
k A k A k A k A dt
θ
θθθ++=+ (2分) 上式即为冷藏箱空气温度动态方程,方程左边被调参数,是对象的输出信号,方程右边两相为输入信号,其中s θ箱外温度为干扰作用参数,
11s k A θ为干扰作用项,2θ为调节作用参数,222k A θ为调节作用项。
(1分)
3. 利用拉氏变化求解下列动态方程式
21002()d y dy
a a y
b x t dt dt
++= 式中 a 1,b 0 ,c 0—不变的实数。
并求在输入函数为以下形式时的解0 0
() 0t x t A t <⎧=⎨
≥⎩当当。
(20分)
答:按线性叠加原理,得:
21001()()()()(0)(0)s a s a Y s b X s s a y y '++=+++(2分)
故:
01221010
()(0)(0)
()()b s a y y Y s X s s a s a s a s a '+-=
+
++++(1分)
由初始条件0t =,(0)0y =,(0)0y '= 故上式可写为:
210
()()()()
b Y s X s W s X s s a s a =
=++
即: 02
10()
()()b Y s W s X s s a s a =
=++(2分)
当
0 0() 0t x t A t <⎧=⎨
≥⎩当当时,则输入量()x t 的拉氏变换为:A s 00221010()()b b A A
Y s s a s a s s s a s a =
=
++++ (2分) 假设 210()()
s a s a s s αβ++=++,1a αβ=+,0a αβ=
则:
03
12()()()b A C C C
Y s s s s s s s αβαβ=
=++++++(2分)
根据拉氏变换,上式各项的原函数为
123()t t
y t C C e C e αβ--=++(3分)
其中:C 1,C 2,C 3分别为待定系数。
两边乘s ,并令0s =,可得
0010
b A
b A
C αβ
α=
=
(2分)
两边乘()s α+,并令s α=-,可得
00020()()()b A b A b A
C βαβαααβααβ=
==
----(2分)
两边乘()s β+,并令s β=-,可得
00030()()()
b A b A b A
C αββαβαβααβ-=
==-
-----(2分)
将1C ,2C ,3C 代入得:
0000
00()()()
t t
b A
b A b A
y t e e αββααααβααβ--=
+
---(2分)
4. 试写出积分环节的对数频率特性,并画出Bode 图。
(20分)
(对数幅频特性图和对数相频特性图共10分,每图5分,要求标注完整,图形描述准确,否则,酌情减分。
)
积分环节的传递函数1
()G s s
=(1分),与之相对应的频率特性为1()G j j ϖϖ
=(1分),其对数幅频特性和对数相频特性为:
1
()()20lg
20lg dB dB L G j ϖϖϖ
===- (2分)
()90ϕϖ︒=-(2分)
当10.1ϖϖ=,得对数幅值为
11
1
()()20lg
2020lg 0.1dB dB L G j ϖϖϖ===-(1分) 当1ϖϖ=,得对数幅值为
11
1
()()20lg
20lg dB dB L G j ϖϖϖ===-(1分)
当110ϖϖ=,得对数幅值为
11
1
()()20lg
2020lg 10dB dB L G j ϖϖϖ===--(1分)
当1100ϖϖ=,得对数幅值为
11
1
()()20lg
4020lg 100dB dB L G j ϖϖϖ===--(1分) 当频率增高10倍时,对数幅值下降-20dB 时,对数幅频特性曲线是一条倾斜率为-20dB/10倍频的直线。
5. 试选择计算蒸气压力稳定自动调节系统中调节阀口径(图3)。
蒸汽最
大流量max
850/q kg h '=,蒸汽最小流量min 210/q kg h '=,调节阀阀前压力0.19MPa (表压),阀后压力稳定为0.1±0.002MPa (表压),阀前p 1状态的饱和蒸汽密度1 1.57ρ=。
(20分)
20 0 -20
-90 0 -180
0.1
0.2
0.6 0.4
2
6 4
20
60
40
10
100
幅值(d B )
相角(°)
ϖ(rad/s )
1.0
积分环节对数频率特性
解:(1)调解阀的最大流量max q 为
max max
110%110%850/935/q q kg h kg h '==⨯= (2分) (2)调节阀的最小流量min q ,
min min
210/q q kg h '== (2分) (3)调节阀阀前压力为
10.190.10.29p MPa MPa MPa =+=(绝对) (2分)
(4)调节阀阀后压力为
20.10.10.2p MPa MPa MPa =+=(绝对) (2分)
(5)调节阀前、后两端压力差为
120.09p p p MPa ∆=-= (1分)
(6)蒸汽的压缩系数为
210.20.50.29
p p => (1分) (7)故调节阀的蒸汽流动为亚临界流动。
10.0910.4610.460.9350.8020.29p p εη⎛⎫∆⎛
⎫=-=-⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
(2分) (8)按最大流量计算流通能力max C 为
max 31C =
=
= (2分)
凝
图3 稳定蒸汽压力调节系统原理图
(9)按最大流量计算流通能力min C 为
max 6.96C =
==(2分)
可选直通单座调节阀,通径0.05g D m =,口径0.05g d m =,行程0.025S m =,阀的流通能力32C =。
(2分) (10)验算
min 6.9621.8%10%32
C C ==> (2分)。