下载文档原格式
![节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/39cb9e25da38376bae1fae91.png)
专利名称：节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置专利类型：实用新型专利
发明人：何钦波,蔡蔷,韩维哲,徐言生,李锡宇,黎绵昌
申请号：CN200920142236.3
申请日：20090401
公开号：CN201387379Y
公开日：
20100120
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种节流机构的制冷剂质量流量特性的测试装置，特点是：包括压缩机及变频器；包括油分离器，其分离出的润滑油通过单向阀与压缩机的进气口连通；包括冷凝器、储液器及冷却水箱，冷却水箱通过第一水量调节阀对冷凝器进行冷却；包括过冷器，冷却水箱通过第二水量调节阀对过冷器进行冷却；包括互相串联的电加热器及干燥过滤器，干燥过滤器的出口接第一截止阀，第一截止阀的出口接被测节流装置L的入口；包括互相串联的第二截止阀及视液镜，第二截止阀的入口接被测节流装置L的出口；包括压力容器、设在其内并处于上方的蒸发器及设在其内位于下方的电热管；包括可以设定被测节流机构L入口处制冷剂的冷凝压力、过冷度、干度、出口处的蒸发压力以及压缩机的回气温度的控制测量装置；在压缩机的进、排气口、储液器出口处、过冷器的出口、压力容器上均设有温度及压力测试点。
其可以适用于多种规格的毛细管、节流短管、热力膨胀阀、电子膨胀阀等多种制冷剂的测试，测试的效果与实际的制冷系统相匹配。
申请人：顺德职业技术学院
地址：528300 广东省佛山市顺德区大良德胜东路
国籍：CN
代理机构：佛山市科顺专利事务所
代理人：梁红缨
更多信息请下载全文后查看。
空气源热泵除霜动态特性实验台研制李九如;孔祥鹏;王妍;许铭涛;孟令坤【摘要】Based on frost of evaporator running outside in winter, an experimental platform for studying dynamic defrosting characteristics of air source heat pump was built, aiming to investigate theory of air-source heat pump' defrost and defrosting and its power consumption. This paper is an attempt to introduce design plan, major structure and data collection system of the platform, to analyze collected thermal data including pressures and temperatures of four major components and compare the experimental results with theoretical analysis. The platform, characterized by easy operation and reliable and automated data collection, can simulate practical working conditions and make it feasible to study dynamic defrosting characteristics of air source heat pump.%针对空气源热泵冬季运行时室外侧蒸发器结霜问题,为了研究空气源热泵的除霜机理、规律和除霜能耗,研制了空气源热泵除霜动态特性实验台.介绍了该实验台的设计方案、主要构成和数据采集系统,并对数据采集系统实时采集出的热泵四个主要部件的压力和温度等热工数据进行分析,综合得出:该实验台操作简单、数据采集自动化程度高且可靠,完全可以模拟实际工况,可为空气源热泵除霜动态特性研究提供十分便捷的平台.【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2012(017)005【总页数】3页(P26-28)【关键词】空气源热泵;除霜;动态特性;实验台【作者】李九如;孔祥鹏;王妍;许铭涛;孟令坤【作者单位】哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TH43随着经济的发展，空气源热泵越来越多地进入了百姓的家庭.在冬季制热运行时，室外侧换热器存在结霜的现象［1－2］.在我国长江以南地区，由于冬季空气潮湿，结霜现象更为严重.结霜将会导致制冷量和蒸发温度下降、霜侧传热系数降低，甚至会出现停机现象.现阶段主要的除霜方式有自然除霜、水力除霜、电加热除霜和热气旁通除霜等几种方式［3－5］.其中最为常用的是热气旁通除霜［6－7］.本实验台引进了M100调测软件和M400数据采集管理软件，对除霜过程中各部件参数动态变化进行采集和监测，重点针对除霜过程中四通阀换向瞬间系统各个部件动态变化，对系统吸排气温度和压力测量量进行实时传输和数据自动采集，便于研究热气除霜系统的动态运行机理与规律［8－11］.1 实验台的设计与搭建本除霜监测系统实验台主要由压缩机、室内机、室外机、节流机构、四通换向阀和气液分离器、人工气候小室和温度压力测点组成.其结构原理如图1所示.图1 空气源热泵除霜监测系统原理图实验台主要由三大部分构成:1）人工气候小室及小室空气热湿处理系统:人工气候小室（3 m×3 m×3 m）用来模拟空调室外机的实际运行环境，小室隔湿、保温性能良好.小室内安装的空气热湿处理系统，由四台型号为YC－E350亚都超声波加湿器和一台额定制冷量为5 000 W，额定制热量为5 500 W的春兰空调组成，通过对小室内空气的加湿与降温，能够很好地模拟空气源热泵结霜工况下的室外气象条件.2）空气源热泵除霜系统:热气除霜系统由一台型号KFR－23GW/DY－GA（E5）美的空调改造完成（额定制冷量2 350 W，制冷额定功率843 W），在室内外机敏感处布置压力与温度测点，测点位置如图1所示，其中温度测点采用热电偶型温度传感器，湿度与压力测点分别采用湿度变送器与压力变送器.用来测量记录除霜时刻各位置的压力与温度变化，关键测点数量为11个，足以反映热泵系统各部件的运行工况.3）实验参数采集监测系统:实验参数监测记录系统由M100调测软件和M400数据采集管理软件组成，通过计算机串行口采集仪表测量数据并实时显示、存储，对存储数据进行曲线分析，通讯速率可设置0.1～60 bps，存盘周期可设置0.1～60 s.本实验台采取5 s/次作为记录周期，对温度、压力、湿度等参数进行测量.2 实验台的调试及运行进行实验时，首先启动人工小室内的制冷系统，将小室内温度降低到实验指定温度，同时打开加湿器对小室内环境进行加湿，通过人工控制方法将空气相对湿度控制在指定范围内.当小室内环境达到要求时启动M100调测软件，检测各个路端是否接入正常，待检测完毕后打开M400数据采集管理软件，同时启动待监测的空调器，使其维持制热工况，向室内供热.通常在系统自行运行1 h左右，结霜现象严重，通过人工气候小室的观察窗可以清楚看到室外机翅片上覆盖一层厚厚的白霜，如下图2所示.图2 室外机翅片结霜图此时系统开始进行自行除霜.除霜开始时，室内机风扇停止转动，四通阀开启，压缩机关闭，热气逆向运行，翅片上的白霜从上到下迅速融化，并伴有大量水蒸气出现.整个过程约有十分钟，除霜结束后，四通阀再次开启，系统正向运行，半分钟后室内机风扇自行启动，室内供热恢复正常.3 工况数据分析本实验台的数据采集系统重点对KFR－23GW/DY－GA（E5）美的空调的除霜工况进行数据采集，以供分析除霜过程中热泵系统各部件的参数变化，实现研究热气除霜系统的动态运行机理与规律的目的.应用数据管理软件M400对实验测得数据进行分析，将结果以曲线形式表示如图3－图6所示.系统开机运行约1 h，自11:05:05开始除霜，至11:14:38除霜结束. 图3 除霜过程中压缩机吸排气压力变化曲线图系统制热运行至11:04:37时，系统判断达到除霜条件，压缩机停止工作，此时压缩机吸排气压力趋近平衡，即排气压力降低，吸气压力升高，随后四通阀瞬间换向，稍作稳定后，11:05:05除霜开始，压缩机启动，此时排气压力上升，吸气压力下降，除霜过程中吸排气压力基本稳定，但排气压力略有上升，这是因为霜层逐渐融化而使系统运行状态逐渐趋向正常制冷工况的原故.至11:14:38除霜结束，压缩机停止工作，吸排气压力趋向平衡，四通阀再次换向，稍作稳定后压缩机开始恢复制热工况启动运行，排气压力升高，吸气压力降低.系统进入正常制热工况.图4 除霜过程中压缩机吸排气温度变化曲线图系统运行至11:04:37时，系统判断达到除霜条件，压缩机停止工作，压缩机吸排气温度趋近相等，即排气温度降低，吸气温度升高，随后四通阀瞬间换向，11:05:05除霜开始，压缩机启动，此时排气温度上升，吸气温度下降.运行至11:14:38除霜结束，压缩机停止工作，吸排气温度趋向平衡，四通阀再次换向，稳定后压缩机开始启动运行，排气温度升高，吸气温度降低.系统进入正常制热工况.图5 除霜过程中节流装置前后压力变化曲线图图6 除霜过程中室内机盘管温度变化曲线图系统运行至11:04:37时，在系统判断达到除霜条件后，压缩机停止工作，四通阀换向，制冷剂逆向循环，节流装置前压力开始下降，节流装置后压力升高.11:14:38除霜结束，四通阀再次换向，制冷剂正向循环，节流前压力开始上升，节流后压力开始下降.最终恢复到除霜前状态.在除霜过程中，室内机盘管作为蒸发器，除霜开始后温度下降，除霜过程中温度基本保持不变，保持在制冷剂蒸发温度附近，待除霜结束后温度回升，上升回除霜前制热工况温度.4 结语本文针对空气源热泵冬季运行时室外侧蒸发器结霜问题，介绍了空气源热泵除霜动态特性实验台的设计、仪器仪表的选择和实验台的搭建工作.通过本实验台可以成功模拟热泵机组冬季除霜全部过程，并对其进行实时数据采集，以便进行分析.由于测点众多，本文未逐一列出，主要介绍四通换向阀换向瞬间系统各主要点温度与压力的变化，以及除霜过程中系统温度压力的整体变化，测量精确度满足预期要求，数据准确可靠.可为进一步研究空气源热泵动态除霜特性提供实验基础.参考文献:【相关文献】［1］SAUER J，HARRY J，HOWELI R H.Heat Pump Systems［M］.Krieger Pub Co，1991:5 －6.［2］姚杨.空气源热泵冷水机组冬季结霜工况的模拟与分析［D］.哈尔滨工业大学，2002:3－4. ［3］何俊杰，江乐新.空气源热泵热水机组除霜方式的研究［J］.现代机械，2007，1:1 －3. ［4］罗鸣，谢军龙，沈国民.风冷热泵机组中的热气除霜方法［J］.节能，2003，5:12 －14. ［5］SHI Jianchun.The Influence of Two Different Throttle Mode to Defrosting［J］.Fluid Machinery，2004，7:60 －65.［6］SAMI S M，DUONG T.Mass and Heat Transfer During Frost Growth.ASHRAE Trans，1989，95（1）:373 －380.［7］OSKARASSON S P，KRAKOW K I.Evaporator Models for Operation with Dry，Wet，and Frosted Finned Surface［J］.ASHRAE Trans，1990，96（1）:373 －380.［8］韩志涛.空气源热泵常规除霜与蓄能除霜特性的实验研究［D］.哈尔滨工业大学博士学位论文，2007:50－53.［9］熊光津.关于空气源热泵除霜技术的探讨［J］.制冷与空调，2009，2:38 －40.［10］曹小林.空气源热泵除霜问题研究现状与展望［J］.流体机械，2011，39（4）:75 －79. ［11］黄玉优，肖洪海.户用空气源热泵机组除霜方法的实验研究［J］.制冷与空调，2011，11（5）:62 －66.。
液压泵综合试验台设计摘要本文介绍了利用变频调速技术,通过微机进行综合测控的液压泵试验台的设计方法,并给出了该试验台对JB P - 40 泵的测试结果, 说明了该系统设计的合理性和有效性。
随着现代技术的发展,液压传动的应用越来越广泛。
尤其是高压、高速、大功率的场合,液压技术的应用更为普通,与此同时,人们对液压元件的质量也提出了更高的要求。
国内外厂商研制了许多新型的液压元件,这些新型的元件都需要进行全面的性能测试,因此就要求有高性能的试验装置。
本系统正是为了满足我院研制的JBP 系列新型径向柱塞泵的综合试验而设计的。
JBP 泵是由我院设计的新型径向柱塞泵, 该泵具有压力高、噪声低、寿命长、结构简单、对介质污染敏感小等特点,为了使该成果尽快转化,投入市场,需要对该泵进行全面的性能测试。
我们参照JB2147 - 85 液压泵型式试验标准[ 1 ] 所列的测试项目来进行试验台的设计。
系统要求测试泵在不同输入转速下的输出压力、流量、温度等多种参数,数据处理量大,为此我们应用变频调速技术和微机测控技术完成了试验台系统的总体设计。
通过实践证明系统设计是合理的,能获得令人满意的实验结果。
该系统设计主要分为两大部分: ( 1) 具有变频调速性能的液压系统设计; ( 2 ) 微机测控系统设计。
1液压系统设计试验台液压系统基本结构如图 1 所示。
1. 1 动力驱动部分设计液压泵试验台的动力源部分,我们采用了先进的变频调速技术。
变频器选用SAN EN 通用型全数字式变频器,该变频器内部配置了16 位微处理器,可以方便地和计算机进行接口,实现自动控制。
变频技术和液压技术的结合是目前液压传动的一个新的发展方向[ 2 ] , 我们的实验台通过应用这一新技术, 除了可进行常规的液压泵型试验外, 还可进行以下几个方面的研究:) 以软件方式控制液压泵的恒流量输出。
1将不同压力下液压泵的泄露量输入计算机, 给出控制函数,用来设定变频器的频率,改变泵的输入转速,补尝泄露,实现恒流。
收稿日期：2021-06-23基金项目：国家自然科学基金面上资助项目（51875586）、河南省高等学校重点科研项目（20A460030）、纺织服装产业河南省协同创新中心（2019CY005）资助作者简介：李明明（1991），男，在读硕士研究生。
引用格式：李明明，王东强，张曦，等.轴段可调节式双转子结构动力特性模拟试验台设计与优化[J].航空发动机，2023，49（6）：135-142.LI Ming⁃ming ，WANG Dongqiang ，ZHANG Xi ，et al.Design and optimization of simulation test bench for dynamic characteristics of dual-rotor structure with adjust⁃able shaft section[J].Aeroengine ，2023，49（6）：135-142.轴段可调节式双转子结构动力特性模拟试验台设计与优化李明明1，王东强1，张曦2，于贺春1，董学武1，姜海芹1（1.中原工学院机电学院：郑州451191；2.郑州科技学院机械工程学院：郑州450064）摘要：为了解航空发动机双转子的动力学特性，搭建了轴段可调节式双转子结构动力特性模拟试验台，其主要包括高速电机、低压转子、高压转子、模拟盘、支架、齿轮箱、基座等。
采用有限元法和变换哈默斯利算法相结合的联合仿真方法，对试验台进行了临界转速的计算及优化；计算了双转子系统的稳态不平衡响应，分析了临界转速变化对转子系统振动特性的影响。
结果表明：优化后试验台前4阶临界转速与原型机实测临界转速的误差在5%以内，试验台能较好的模拟原型机动力学特性；优化后各轴承处最大响应幅值中的最大值明显减小，试验台具有良好的振动特性。
关键词：轴段可调节；双转子；动力学特性；试验台；变换哈默斯利算法；临界转速；不平衡响应；航空发动机中图分类号：V231.96文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.06.021Design and Optimization of Simulation Test Bench for Dynamic Characteristics of Dual-rotor Structurewith Adjustable Shaft SectionLI Ming-ming 1，WANG Dong-qiang 1，ZHANG Xi 2，YU He-chun 1，DONG Xue-wu 1，JIANG Hai-qin 1（1.School of Mechanical and Electrical Engineering ，Zhongyuan University of Technology ，Zhengzhou 451191，China ；2.School of Mechanical Engineering ，Zhengzhou University of Science and Technology ，Zhengzhou 450064，China ）Abstract ：In order to study the dynamic characteristics of a dual-rotor aeroengine ，a simulation test bench for dual-rotor dynamic characteristics with adjustable shaft sections was built ，which mainly included high-speed motor ，low-pressure rotor ，high-pressure ro⁃tor ，simulation disk ，bracket ，gearbox ，base ，etc.Firstly ，the critical speed of the test bench was calculated and optimized using the co-simulation method of finite element method and shifted Hammersley algorithm.Then ，the steady-state unbalance response of the dual-ro⁃tor system was calculated ，and the influence of the change of critical speed on the vibration characteristics of the rotor system was ana⁃lyzed.The results show that the error between the fourth-order critical speed of the optimized test bench and the measured critical speed of the prototype is within 5%，and the dynamic characteristics of the prototype can be well simulated by the test bench.After optimization ，the maximum response amplitude at each bearing is significantly reduced ，and the test bench has good vibration characteristics.Key words ：adjustable shaft section ；dual-rotor ；dynamic characteristics ；test bench ；shifted Hammersley algorithm ；criticalspeed ；unbalance response ；aeroengine航空发动机Aeroengine0引言双转子航空发动机是一种高度复杂和精密的机械系统，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。
薄壁小孔孔口节流试验平台的设计刘欢;李长亮;贾瑞清【摘要】在液压系统中,液流流经小孔或缝隙的现象是普遍存在的,论文以薄壁小孔为研究对象,将孔口流量分析作为理论基础,研发设计了薄壁小孔孔口节流试验台,通过对实验数据的处理分析来验证薄壁小孔所具有的调节流量这一特性,从而常被用作节流装置.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2012(025)005【总页数】3页(P41-43)【关键词】薄壁小孔;流量分析;试验台;节流【作者】刘欢;李长亮;贾瑞清【作者单位】中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083【正文语种】中文【中图分类】TH122在液压元件中，普遍存在液体流经孔口或间隙的现象。
液流通道上其通流截面有突然收缩的流动称为节流，节流是液压技术中控制流量和压力的一种基本方法。
能使流动成为节流的装置，称为节流装置。
例如，液压阀的孔口是常用的节流装置，通常利用液体流经液压阀的孔口来控制压力或调节流量。
液压元件中的孔口按其长度与直径的比值分为三种类型，即薄壁孔、厚壁孔（或短孔）、细长孔。
这些小孔的流量-压力特性有共性，但也不完全相同。
鉴于薄壁小孔在液压系统中应用的广泛性和普遍性，本课题主要针对薄壁小孔研究其孔口节流。
薄壁小孔它的长度与孔径之比一般小于等于0.5，流经细长孔时液流一般为层流状态，液体流经薄壁小孔时的状态如图1所示，进口边做成刃口形的典型薄壁孔口。
由于液体的惯性作用，液流通过孔口时要发生收缩现象，在靠近孔口的后方出现收缩最大的通流截面。
现对孔前通流断面1-1和收缩断面2-2之间的液体列出伯努利方程：式中，液体流经薄壁小孔的局部能量损失包括两部分：液体流经断面突然缩小时的能量损失和断面突然扩大时的能量损失：由于 Ae＜＜A2：注意到 A1=A2时，ν1=ν2，式（3）代入式（1）得：经过薄壁小孔的流量为：式中：Cν—速度系数，反映了局部阻力对速度的影响；Cc—断面收缩系数（Cc=Ae/AT=/d2）；Cq—流量系数（Cq=CνCc）；AT—小孔截面积（AT=3.14d2/4）；Ae—收缩断面面积（Ae=3.14/4）；△p—小孔前后的压差；ρ—液体密度。
doi: 10.3969/j.issn.2095-4468.2021.02.201低温节流过程实验装置研制及初步实验验证吴栋梁1，孙培杰2，张宏彬1，李鹏2，秦旭进1，黄永华*1（1-上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海 200240；2-上海宇航系统工程研究所，上海 201108） [摘 要] 为了深入理解航天低温推进剂在热力排气系统中的节流特性，本文推导了过冷低温液体节流后气相质量分数与入口液体过冷度之间的热力学关系，设计并搭建了一套用于研究低温流体节流前后气液两相流状态特性的实验装置。
以液氮为研究对象，测量了过冷液氮节流前后压力、温度等状态参数以及质量流量。
研究结果表明，气相质量分数和节流后空化区最大温降之间，空化数和压比之间均存在近似线性关系；在节流前压力一定的情况下，节流后的气相质量分数随着过冷度的增大逐渐减小，也近似呈线性关系，实验所得斜率与理论值误差1.3%，验证了热力学关系的正确性，实验装置功能满足设计目的和测试要求。
[关键词] 低温流体；节流过程；过冷度；实验装置 中图分类号：TB61+1; TK124文献标识码：ADevelopment and Preliminary Experimental Verification of Apparatus for CryogenicThrottling ProcessWU Dongliang 1, SUN Peijie 2, ZHANG Hongbin 1, LI Peng 2, QIN Xujin 1, HUANG Yonghua *1(1-Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China;2-Shanghai Aerospace System Engineering Institute, Shanghai 201108, China)[Abstract] To better understand the throttling behavior of cryogenic propellants in the thermodynamic vent system of the tank, thermodynamic relations between the mass fraction of gas phase after throttling and the subcooling degree of the inlet liquid is deduced; and an apparatus is designed and built to study the state characteristics of the gas-liquid two-phase flow before and after throttling of cryogenic fluids. Taking liquid nitrogen as the flowing substance, state properties such as pressure, temperature, and mass flow before and after throttling are measured. The results show that there is an approximately linear relationship between the mass fraction of gas phase and the maximum temperature drop in the cavitation region after throttling. The cavitation number is also approximately linearly proportional to the pressure ratio. Under the condition with the constant pressure before throttling, the mass fraction of the gas phase after throttling decreases linearly with the increase of the subcooling degree. The deviation between experimental data and the theoretical prediction of the slope is within 1.3%, which verifies the thermodynamic relation. The function of the experimental apparatus meets the design purpose and test requirements.[Keywords] Cryogenic fluid; Throttling process; Subcooling degree; Experimental apparatus*黄永华（1978—），男，研究员，博士。
节流孔式空气阻尼系统建模及参数影响分析陈俊杰;殷智宏;郭孔辉;何江华;曾祥坤;袁显举【摘要】考虑空气弹簧橡胶气囊力学特性,采用分数导数Kelvin-Voigt模型和摩擦模型对空气弹簧橡胶气囊进行建模;并基于牛顿力学、热力学、流体力学和黏弹性力学,建立了节流孔式空气阻尼系统非线性模型.在系统工作平衡点附近,建立了该系统的线性化模型,并基于复刚度等效得到了系统的等效刚度和等效阻尼系数方程.以某空气弹簧为研究对象,实验验证了等效模型的有效性.在此基础上,分析了激振振幅、激振频率以及关键设计参数对系统等效刚度和等效阻尼系数的影响规律,这为空气悬架的刚度和阻尼匹配设计提供参考.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)016【总页数】8页(P241-248)【关键词】空气弹簧;节流孔;等效刚度;等效阻尼系数;设计参数【作者】陈俊杰;殷智宏;郭孔辉;何江华;曾祥坤;袁显举【作者单位】江西理工大学机电工程学院,江西赣州341000;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640;吉林大学汽车工程学院,长春130025;广州溢滔钱潮减震科技股份有限公司,广州510540;广东技术师范学院汽车学院,广州510635;湖北汽车工业学院汽车学院,湖北十堰442002【正文语种】中文【中图分类】U463.33+4.2空气弹簧质量轻、摩擦小，能有效降低簧下质量和轮胎动载荷，降低振动、噪声，具有良好的道路友好性和优越的乘坐舒适性，已广泛在火车、客车、货车、豪华轿车和SUV上应用。
随着空气弹簧在列车和汽车领域中应用越来越广泛，对空气弹簧进行理论研究也越来越受到了各国学者和工程技术人员的重视。
Benjamin[1]首次提出并研究了空气弹簧的有效作用面积，设计了一种膜式空气弹簧，并针对空气弹簧的有效作用面积特性进行了一系列的实验研究。
喻凡等[2]建立了空气弹簧垂向特性模型，并通过实验研究了在大频率和大幅值情况下空气弹簧的侧向特性。
文章编号 :1006 4303(2002 04 0340 04收稿日期 :2001-00-00; 修订日期 :2001-05-01, 男 , , 汽车减振器流量试验台温度控制系统殷建军 , 高红俐 , 姜伟 , 杨继隆(浙江工业大学机电学院 , 浙江杭州 310032摘要 :汽车减振器流量试验台是为了检测筒式液力减振器的性能而自行研制开发的 , 试验台通过在恒温工况下自动检测流过减振器活塞的油液流量和压力之间的关系 , 来检测减振器的性能。
本文简单介绍了汽车减振器流量试验系统的总体结构及工作原理 , 详细介绍了试验台温度控制系统 :制冷及加热系统的结构、工作原理及设计计算 ; 温度控制系统软件及硬件设计。
关键词 :减振器 ; 液压试验台 ; 温度控制 ; 制冷 ; PLC中图分类号 :TH39 文献标识码 :AResearch on temperature controlling system of the hydrau lic flowtest device for shock absorbers in automobileYIN Jian jun, GAO Hong li, JI ANG Wei, YANG Ji long(College of Mechanical&Electrical Engineering, Zhejiang Uni versity of Technology Hangzhou 310014, Chi naAbstract:The hydraulic flow test stand is developed to test the automobile s shock absorbers on the perfor mance by measuring the flow pressure relationship of the oil passing the piston. This paper briefly intro duced the structure and working process of a testing device using the hydraulic system for shock absorbers in automobiles , then, a detailed study on the temperature controlling system applied to this testing device wassupplied. This system includes two parts:One is the heating and c ooling equipment of which the author tried to analyse the structure the working process and the design ; another part is the temperature controlling system which includes hardware and software syste ms. Now, this system has been working very well for a long time in Shanghai HuiZhong Automobile Company.Key words:shock absorber; hydraulic test stand; temperature controlling system; PLC; cooling system 0 引言减振器是汽车的一个重要零部件 , 它用于汽车底盘以缓和汽车的震动 , 减小冲击 , 增加寿命 , 其性能的优、劣直接关系到轿车的平衡性和舒适性。
核电厂核级测量仪表调试方法优化和运用思考发布时间：2023-02-03T06:52:33.040Z 来源：《科技新时代》2022年第18期作者：张肖霞[导读] 在测量物质的品质时，测量仪表是一种非常重要的工具。
它既能改善产品的品质，张肖霞南京华天科技发展股份有限公司江苏南京 211200摘要：在测量物质的品质时，测量仪表是一种非常重要的工具。
它既能改善产品的品质，又能使企业的生产效率和经济效益得到改善，又能为企业节约能源、降低环境污染排放等提供科学依据。
在国民经济和社会发展中起着非常重要的、直接的作用。
本文对测量仪表的调试方法进行了系统的分析和探究，以期对核电厂设备的检修与管理提供借鉴作用。
关键词：核电厂；核级测量仪表；方法思考引言核电是一种以其高效、稳定、环保等显著优点而著称的新型能源，已经逐渐被人们所熟知。
由于核能的巨大优势，许多国家都开始使用核能来发电。
核电站是一种将核动力转换成电力的设备，它的使用效果直接关系到国家的经济和人们的生活。
为保证其工作效率与品质，核电厂通过节流装置、电磁测量仪表、转子测量仪表等多种流量仪表，对核电厂的有关资料进行定量的分析，从而为核电厂的安全生产提供科学、高效的手段。
1、核电厂核级测量仪表设计内容及方向分析测量仪表在工业和建筑领域有着广泛的应用，有着举足轻重的地位。
尤其是在核电厂中，起到了更为关键的作用。
如果选用不合适的流量仪表，不但无法达到流量测量的要求，而且会在设计中成为一个薄弱环节，给人们的经济和生命带来极大的威胁。
因此，我们国家一直将核电厂的安全置于第一位。
政府已经对所有正在运营的核电机组进行了严格的安全检查，并采取了相应的整改措施。
鉴于核电的优势，中国目前的能源状况，以及“减排”的现实需求，中国的核电发展不会有任何变化，只是会变得更加谨慎、理性。
各个核电厂应该对流量测量仪表的设计要求进行改进，尤其是对核流量测量仪表进行质量检验。
目前国内核级测量仪表的主要产品有：节流装置、电磁测量仪表、椭圆齿轮测量仪表、浮子测量仪表、超声波测量仪表等。
分析几种典型柴油机的尾气排放数据（见表1）可知，如果直接用柴油机做选择性催化还原SCR 技术研究，种发动机提供的流量和温度基本上不同，对试验研究有很
大的局限。
为此，
建立模拟多种柴油机尾气的试验台，输出的热量由柴油燃烧。
此台架在研究不同柴油机热源和排放以及柴油机在不同工况下对选择性催化还原SCR 性能的影响时都可应用。
2柴油发动机模拟排气试验台组成
柴油发动机模拟排气试验台由供风系统、点火系统、燃烧系统和供油系统4部分组成。
———————————————————
—作者简介:刘元成（1972-），男，山东临沂人，
工程师，研究方向为机电一体化和现代制造工艺装备。
图2催化反应机理
图1NO X 和NH 3反应原理NH 3
NO X
N 2
+
H 2O
喷油量设计计算
由能量守恒，可得总的气体吸收的热量等于燃油燃烧
放出的热量，即：Q吸=Q放
其中：
烟气的比热容，—
烟气密度。
（
φ（%）—系统换热效率，η
—柴油低位热值。
将式（5），式（6）代入式（4）得到：
参照典型燃气轮机燃烧室参数，
），燃烧效率ηc（90~99%
42934kJ/kg[5]。
5试验台的运行和调试
本试验台输出烟气的参数（流量、
控制系统通过控制点火风机和混合风机的开关来进行
可以得出：。
文章编号: 1005—0329(2004)08—0054—03节流机构流量特性试验台的研制张保青,马善伟,张 川,陈江平,陈芝久(上海交通大学,上海 200030)摘 要: 从节流机构流量特性研究方法和研究现状出发,分析了目前节流机构流量特性研究存在的问题,并介绍了基于“液环法”的节流机构流量特性试验台。
与传统试验方法相比,该试验台具有测试范围广、系统稳定性好、投资费用少、节能等优点。
关键词: 节流机构;流量特性;试验台中图分类号: T B65 文献标识码: ADevelopment of T est B ench on Flow Characteristic of the Throttle MechanismZH ANG Bao2qing,M A Shan2wei,ZH ANG Chuan,CHE N Jiang2ping,CHE N Zhi2jiu(Shanghai Jiaotong University,Shanghai200030,China)Abstract: The method and status on flow characteristic of the throttle mechanism are presented,m oreover,the problems on reseaching the throttle mechanism at present are analyzed,and a new test bench based on liquid ring method(LRM)is introduced.C ompared to the traditional method,LRM has great advantage on wide test range,better stability,less investments and energy2saving.K ey w ords: the throttle mechanism;flow characteristic;test platform1 前言节流机构是制冷系统中最重要的部件之一,它直接控制着蒸发器制冷剂的流量和蒸发器出口的过热度。
节流机构与系统其它主要部件的良好匹配是改善系统运行并适应系统负荷变化的基础:(1)在压缩式制冷系统“四大件”的研究中,最薄弱的是节流元件,尚有不少盲区。
影响节流机构流量系统的因素:工质的特性、工质的流动情况、几何参数等,众家说法不一。
莉井浩对系统进行了研究[1],并得出线性阀的流量系数不仅与工质的物性有关,还与阀的几何参数有关,而Davies 和Daniels则认为流量系数仅仅与工质的流动情况有关[2]。
(2)各种先进的控制算法应用于制冷系统,最终亦是通过执行机构即节流机构施加到对象中[3]。
当选用电子膨胀阀作为系统的节流机构时,膨胀阀自身的流量特性则是改善系统控制特性,补偿蒸发器非线性最重要的因素之一。
(3)试验研究是节流机构流量特性研究最常用也是最为有效的手段,目前,常用的研究方法主要有氮气法和气环法等。
由于氮气与制冷剂在通过节流机构时存在相变与否的本质差别,理论研究与试验验证均表明此法存在着较大偏差(约大20%),气环法则由于更换制冷剂较麻烦,一般仅仅适用于一种制冷剂的研究,因此有必要寻求新的实验研究方法。
(4)由于电子膨胀阀具有可以按预置的调节规则动作、调节范围宽、调节反应快等优点,逐渐应用于各种制冷系统,因此开发、研制具有良好流量特性且能与各种制冷系统匹配的电子膨胀阀显得非常重要。
鉴于这些问题我们研制了基于“液环法”的节流机构流量特性试验台,它具有测试范围广、操作简单、工况容易稳定、更换制冷剂方便、节能等优收稿日期: 2003—09—22点,不仅可以进行各种节流机构的流量特性研究,还可以在不同制冷剂条件下对节流机构流量特性进行研究。
2 试验台的设计211 试验台原理及组成根据已有的研究成果可知,节流机构的流量:m =C d A [2ρ(p 1-p 2)]1/2(1)式中 m ———制冷剂的流量,kg/s C d ———流量系数 A ———阀的流通面积,m 2 ρ———进口制冷剂的密度,kg/m 3 p 1———制冷剂进口压力,Pa p 2———制冷剂出口压力,Pa由式(1)可以看出,若能保证节流机构前后的压力则通过节流结构的流量便可确定,以此为出发点搭建了基于液环法的节流机构流量特性试验台,与实际制冷系统的不同点主要在于:磁力泵替。
试验台的原理如图1所示。
图1 试验台原理图1中,试验台的理论循环为1-2-3-4-1,实际制冷系统循环为6-5-2-3-6。
其中,4→1为制冷剂在磁力泵中压力升高的过程;1→2为低压换热器中加热升温过程;2→3为节流过程;3→4为高压换热器中冷凝放热过程;6→5为制冷循环中压缩机压缩过程;5→2为制冷循环中冷凝放热过程;2→3为节流过程;3→6为制冷循环蒸发器中蒸发过程。
试验装置如图2所示。
试验台主要由制冷剂循环系统、制冷系统、热水循环系统、乙二醇溶液循环系统、操作控制台等几个部分组成。
其中,液环循环系统是试验台的核心系统,主要由磁力泵、低压换热器、高压换热器、测试部分等组成;制冷系统由比泽尔活塞半封闭式压缩机、壳管式冷凝器、热力膨胀阀、干燥过滤器、油分离器、卸载电磁阀等组成,制冷剂采用R404A ;热水循环系统由热水箱、电加热器、热水循环泵等组成。
其中,电加热器可以分两级投放,用于满足不同的试验工况;乙二醇溶液循环系统由乙二醇箱、电加热器、乙二醇循环泵等组成,该电加热器可以分三级投放,用于满足不同的试验工况;控制系统包括欧姆龙P LC 、交流接触器、控制开关、电子膨胀阀驱动器、磁力泵变频器、乙二醇循环泵变频器、热水循环变频器等;数据采集和测量系统包括7个热电阻、2个压力传感器、质量流量计、组态主监控系统、计算机等。
图2 试验装置示意212 试验台主要部件的选择(1)磁力泵试验台系统选择磁力泵的核心问题是泵可供的压差范围,试验台要求的最大压差是2.5MPa ,综合考虑,选择了美国威肯磁力泵。
(2)换热器高压换热器的主要作用是将制冷剂加热到节流机构所要求的温度。
而低压换热器的作用则是冷凝节流以后的两相制冷剂,由于试验台设计的蒸发温度为-30～-10℃,下限比较低(-30℃),而CaCl 2、NaCl 等水溶液对金属有较强的腐蚀作用,因此冷媒采用55%的乙二醇水溶液,由于低温条件下的换热系数较低,为提高传热效率,减少设备的体积,本试验台选择了阿法拉伐板式换热器。
(3)制冷机组由于试验台初步设计的蒸发温度范围大,节流机构覆盖制冷量范围广,并且试验工况涉及到低温运行,为了达到节能效果,充分发挥制冷系统的效能,本试验台采用两级卸载的比泽尔压缩机,而制冷剂采用R404A。
(4)其它设备其它辅助设备主要是根据以上主要设备的选择为依据,考虑空间布置和操作的方便等原则进行选择。
3 试验台的特点液环法试验台中,磁力泵替代了实际制冷系统中的压缩机,理论循环即图1中4-1-2-3-4。
该试验台具有如下特点:(1)节流机构作为可自由拆卸的测试部分,是真正意义上“自由”研究的对象,可进行毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀各种节流机构的研究,并且可以覆盖每种节流机构中各个型号产品的特性研究;(2)在循环主回路中,循环介质只有制冷剂,不存在润滑油,因此更换制冷剂非常方便;对于两个换热器而言,由于没有润滑油,清洗比较容易,可方便地进行各种制冷剂在同一节流机构中流量特性的研究,如R22、R140A和R407C等;(3)循环介质在多数时间内处于液态,系统易于控制,工况易于稳定;(4)液环法循环路径比较短,两个换热器的热负荷与同样条件下制冷系统中蒸发器和冷凝器比较,相差几十倍,设备购置费用与运行费用均大大降低;(5)测试范围大,设计的蒸发温度范围为-30～10℃。
试验台存在的不足是:理论上整个循环回路中没有润滑油存在,而实际的制冷系统中还是存在着一定量的润滑油,这会引起一定的误差(在试验允许的范围之内)。
假设待测工况点如下:蒸发温度为5℃,冷凝温度为40℃,制冷剂R22的质量流量为0.02kg/s。
(1)实际制冷循环中的热力计算压缩机的理论耗功率(kW):p=M R(h5-h6)=3.21冷凝器的热负荷(kW):k=M R(h5-h2)=25.56蒸发器的热负荷(kW):k=M R(h6-h3)=22.34(2)液环法循环中的热力计算 低压换热器的热负荷(kW):k低=M R(h2-h1)=0.82高压换热器的热负荷(kW):k高=M R(h3-h4)=0.82由以上的热力计算可以看出,采用液环法,各个换热器的热负荷大大降低,磁力泵的耗功率仅为1.1kW,无论是从能源方面考虑,还是其它方面,该试验台都具有很大的优势。
4 测量仪表及数据采集在本试验台中,测量的主要参数有节流机构前后温度和压力、制冷剂的质量流量,为了提高数据的可靠性和稳定性,本试验台的所有传感器和测试设备均应具有较高的精度。
为了减小噪声的影响,在系统的软件设计方面采用对测试数据进行软件滤波、累加取平均的方法,即:平均值=输入值的累加和(N个)/整数N整数N是模拟量输入单元内A/D转换发生的次数值,这样每次P LC得到的模拟量输入都是前面N次实际测试量的平均值,由于温度信号的延迟比较大,而P LC采样周期较小(ms量级),考虑到系统的实际情况,既要对数据有较好的保真效果,又要抑制个别采样值失真对数据采集和系统控制的影响,本文中压力和流量模拟量的N值取16,而温度模拟量的N值取4。
5 操作方法控制界面、系统流程界面分别如图3,4所示。
图3 控制界面(下转第33页)信号在高干扰环境下的滤波、放大和恒流源供电问题,为上述传感器国产化应用探索出一种新方法,其前端信号滤波、放大部分可与上述压电传感器很好匹配,振动信号采集、处理可以方便地同上位机连接,比本特利专用测振仪具有更大的灵活性和实用性。
进口仪器昂贵的价格是其普及应用的最大障碍,由于此种测振仪器应用面广、监测点多,因此在推广应用过程中仪器成本必须考虑。
以进口现场专用测振仪(1～4通道)为例约需二千多美金,并且外围设备价格也相当昂贵,这给用户带来极大不便。
而采用本设计方法其成本只需三千多元,其外围设备及附属配置也灵活、方便,降低了成本,极具推广价值。
6 结语本特利压电式速度传感器通常与Bently公司的测振仪配套使用,虽然效果较好,但设备价格高,普及面受限,因此在保证测量精度的前提下,努力降低成本,提高测量水平是很有必要的。
作为对这种压电式传感器应用研究的一个实例,本文解决了恒流供电号放大和信号滤波等硬件问题。
经现场实际运行,本设计完全可以取代进口二次仪表,配合工业控制计算机可以对风机等设备进行快速、准确地数据采集和转换,实现远距离的振动连续监测,使风机始终运行在安全范围内,对设备的维护及使用寿命的延长具有重要意义。
