專(zhuān)利名稱(chēng)：熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教育演示用具，特別是一種高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備。
現(xiàn)有的熱力學(xué)制冷實(shí)驗(yàn)無(wú)定型裝置，基本上是按導(dǎo)師的實(shí)驗(yàn)意圖分布的，所以制冷循環(huán)的各個(gè)分過(guò)程的布局不合理，令學(xué)生不容易理解熱力學(xué)循環(huán)過(guò)程。所以這種實(shí)驗(yàn)裝置的直觀性差，檢測(cè)手段和技術(shù)落后。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種根據(jù)制冷循環(huán)工作原理的P-V圖上所示的制冷四過(guò)程等壓過(guò)程、絕熱過(guò)程、等壓過(guò)程、絕熱過(guò)程類(lèi)同的位置來(lái)制作的熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)儀的管道中增加了液視鏡，采用了最新最先進(jìn)的傳感和檢測(cè)儀器、儀表，使學(xué)生能通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀看到工作物質(zhì)在管道中的運(yùn)行情況，所以實(shí)驗(yàn)儀的直觀性強(qiáng)。另外在循環(huán)管路中增設(shè)截止閥、修理閥，供學(xué)生自己判斷并排除一些人為設(shè)定的故障，以提高學(xué)生的分析能力與動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)施的一臺(tái)熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的上部設(shè)有豎立的板面，下部為柜子。
熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀上部板面的右側(cè)設(shè)置冷凝進(jìn)口壓力計(jì)與冷凝出口壓力計(jì)、蒸發(fā)進(jìn)口壓力計(jì)與蒸發(fā)出口壓力計(jì)、壓縮機(jī)電壓表與攪拌器電動(dòng)機(jī)電壓表、壓縮機(jī)電流表與攪拌器電動(dòng)機(jī)電流表及這四個(gè)電壓表、電流表的接線柱；再向下設(shè)有冷凍室溫度指示儀、溫度指示儀啟動(dòng)鈕和冷凍室攪拌電動(dòng)機(jī)電源插座、冷凍室加熱電源插座；在板面的左側(cè)設(shè)有一臺(tái)全自動(dòng)超低電源穩(wěn)壓保護(hù)器，此保護(hù)器下面的面板上設(shè)一矩形凹穴，凹穴內(nèi)放置一臺(tái)調(diào)壓變壓器和一個(gè)電源合閘，調(diào)壓變壓器是調(diào)整電源的電壓用的。在熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的下部柜子臺(tái)面上放置一臺(tái)冷凍室，冷凍室內(nèi)設(shè)有攪拌器、加熱器和制冷工作物質(zhì)的蒸發(fā)器，冷凍室的攪拌器電動(dòng)機(jī)電源插頭和加熱器電源插頭插在板面右側(cè)的相應(yīng)插座上，上述儀器、儀表全裸露在外，則直觀性強(qiáng)。
熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的下部柜子可設(shè)門(mén)板，將門(mén)板打開(kāi)，門(mén)板里側(cè)的板面上繪有制冷循環(huán)工作原理及P-V圖，供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)參考。
在柜子的底面上設(shè)置一臺(tái)壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的出口管與柜子內(nèi)背壁上的冷凝管的進(jìn)口管相連接，冷凝管的出口管與截止閥的進(jìn)口相連接，截止閥的出口與干燥過(guò)濾器的進(jìn)口管相連接，干燥過(guò)濾器的出口管與毛細(xì)管的進(jìn)口相連接，毛細(xì)管的出口與修理閥的進(jìn)口相連接，修理閥的出口與設(shè)在冷凍室內(nèi)的蒸發(fā)器進(jìn)口管相連接，蒸發(fā)器出口管與壓縮機(jī)的進(jìn)口管相連接，于是形成制冷工作物質(zhì)的循環(huán)管道。
其中，在毛細(xì)管與冷凍室的工作物質(zhì)蒸發(fā)器的進(jìn)口管之間設(shè)一水表式的液視鏡，是使學(xué)生通過(guò)液視鏡頂面的視窗，可清晰地看到工作物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)儀管道中的運(yùn)行情況。
在冷凍室內(nèi)安裝溫度傳感器，并有線路與板面最下端的冷凍室溫度指示儀相連接，使冷凍室里的溫度隨時(shí)顯示在溫度指示儀上。
為了讓學(xué)生自己判斷并排除實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種人為設(shè)計(jì)的故障，以提高學(xué)生的分析問(wèn)題和動(dòng)手解決問(wèn)題的能力，特在循環(huán)管路的冷凍室工作物質(zhì)蒸發(fā)器進(jìn)口管與毛細(xì)管之間設(shè)一個(gè)修理時(shí)用的閥門(mén)，稱(chēng)其為修理閥；在干燥過(guò)濾器的進(jìn)口管與冷凝器的出口管之間裝有一個(gè)截止閥。當(dāng)人為設(shè)計(jì)的故障出現(xiàn)時(shí)，可關(guān)閉截止閥或修理閥，由學(xué)生及時(shí)處理，即可提高學(xué)生的分析問(wèn)題、動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。
熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀使用時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀柜門(mén)上的制冷循環(huán)工作原理及P-V圖所示，將各儀器、儀表連接好將冷凍室攪拌電動(dòng)機(jī)的電線分別與電流表、電壓表與一個(gè)相應(yīng)的接線柱連接，再將壓縮機(jī)的電線分別與另一個(gè)電流表、電壓表與相應(yīng)的接線柱相連接；根據(jù)實(shí)測(cè)值進(jìn)行壓縮機(jī)功率的測(cè)量、制冷量的測(cè)量、制冷系數(shù)的求取、討論分析本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，最后編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
采用熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的優(yōu)點(diǎn)是可使各種儀器、儀表的安裝擺放位置與實(shí)驗(yàn)儀門(mén)板里側(cè)所繪制的熱力學(xué)理論循環(huán)過(guò)程的P-V圖一致，使學(xué)生對(duì)要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠羞M(jìn)一步的了解；實(shí)驗(yàn)儀的各種儀器、儀表都裸露在外的，還增設(shè)了液視鏡，增加了實(shí)驗(yàn)儀的直觀性，使學(xué)生可清晰地看到各熱力學(xué)的分過(guò)程和熱力學(xué)全循環(huán)過(guò)程；工作物質(zhì)的流通管道上裝有截止閥和修理閥，使學(xué)生可排除實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的人為設(shè)計(jì)出的一些故障，以提高學(xué)生的分析問(wèn)題和動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。
下面將參照附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀作詳細(xì)的闡述。
附


圖1是熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的外形結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀有柜門(mén)并開(kāi)啟后的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是熱力學(xué)制冷循環(huán)的理論過(guò)程P-V圖；附圖4是熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀按理論過(guò)程P-V圖布置的設(shè)置示意圖。
參照附圖3，熱力學(xué)制冷循環(huán)的理論基礎(chǔ)是熱力學(xué)第二定律的克勞修斯說(shuō)，由此說(shuō)確定制冷工作物質(zhì)在制冷過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)四個(gè)分過(guò)程，即等壓過(guò)程B、E，F(xiàn)、A和絕熱過(guò)程A、B，E、F。在 B、E過(guò)程中使制冷工作物質(zhì)吸熱蒸發(fā)成低溫低壓蒸汽，經(jīng)A、B過(guò)程是使工作物質(zhì)經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，使工作物質(zhì)的壓力增高成為高溫高壓蒸汽，再至F、A過(guò)程是使高溫高壓的工作物質(zhì)蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝成為中溫高壓液體，最后經(jīng)E、F過(guò)程即經(jīng)毛細(xì)管使中溫高壓的工作物質(zhì)液體節(jié)流膨脹為低溫低壓汽、液混合體，這種混合體不斷地供給蒸發(fā)器，即A、F過(guò)程來(lái)吸收冷凍室內(nèi)物質(zhì)的熱量，使混合體工作物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低溫低壓蒸汽，即重新進(jìn)入B、E等壓過(guò)程，即工作物質(zhì)開(kāi)始作制冷工作循環(huán)。
參照附圖4按附圖3的模式，繪制出與附圖3中四個(gè)分過(guò)程相似的熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的簡(jiǎn)式示意圖。圖中壓縮機(jī)1的進(jìn)出口管與冷凝器8、冷凍器內(nèi)的蒸發(fā)器2相連接，蒸發(fā)器2的另一端管口與一個(gè)修理閥3相連接，修理閥3又與毛細(xì)管4相連接，毛細(xì)管4的另一端與一個(gè)干燥過(guò)濾器5相連接，干燥過(guò)濾器5的另一端與液視鏡6相連接，液視鏡6的另一端與一個(gè)截止閥7相連接，截止閥7的另一端與冷凝器8的另一端管口相連接，則制冷工作物質(zhì)可在這個(gè)裝置中循環(huán)。
參附
圖1一臺(tái)熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的上部設(shè)有豎立的板面，下部為柜子。
熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀上部板面的右側(cè)設(shè)置冷凝進(jìn)口壓力計(jì)14與冷凝出口壓力計(jì)20、蒸發(fā)進(jìn)口壓力計(jì)15與蒸發(fā)出口壓力計(jì)21、壓縮機(jī)電壓表23與攪拌器電動(dòng)機(jī)電壓表16、壓縮機(jī)電流表25與攪拌器電動(dòng)機(jī)電流表18及這四個(gè)電壓表、電流表的接線柱17、22、19、24；再向下設(shè)有溫度指示儀啟動(dòng)按鈕27，冷凍室溫度指示儀29和冷凍室攪拌電動(dòng)機(jī)電源插座26、冷凍室加熱電源插座28；在板面的左側(cè)設(shè)有一臺(tái)全自動(dòng)超低電源穩(wěn)壓保護(hù)器13，此保護(hù)器13下面的面板上設(shè)一矩形凹穴10，凹穴10內(nèi)放置一臺(tái)調(diào)壓變壓器12和一個(gè)電源合閘11，調(diào)壓變壓器12是調(diào)整電源電壓用的。
參照附圖2在熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的下部柜子臺(tái)面上放置一臺(tái)冷凍室2，冷凍室2的攪拌器電動(dòng)機(jī)電源插頭和加熱器電源插頭插在板面右側(cè)的相應(yīng)插座26、28上。
熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的下部柜子若設(shè)有門(mén)板30，可先將門(mén)板30打開(kāi)，門(mén)板30里側(cè)的板面上繪有制冷循環(huán)工作原理及P-V圖，供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)參考。
在柜子的底面上設(shè)置一臺(tái)壓縮機(jī)1，壓縮機(jī)1的出口管與柜子內(nèi)背壁上的冷凝器管8進(jìn)口管相連接，冷凝器管8的出口與截止閥7的進(jìn)口相連接，截止閥7的出口與干燥過(guò)濾器5進(jìn)口相連接，干燥過(guò)濾器5的出口與毛細(xì)管4相連接，毛細(xì)管4的出口與修理閥3進(jìn)口相連接，修理閥3的出口與設(shè)在冷凍室內(nèi)的蒸發(fā)器2相連接，蒸發(fā)器2的出口管與壓縮機(jī)1的進(jìn)口管相連接，于是形成制冷工作物質(zhì)的循環(huán)管道。
采用熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的優(yōu)點(diǎn)是可使各種儀器、儀表的安裝擺放位置與實(shí)驗(yàn)儀門(mén)板里側(cè)所繪制的熱力學(xué)理論循環(huán)過(guò)程的P-V圖一致，使學(xué)生對(duì)要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠羞M(jìn)一步的了解；實(shí)驗(yàn)儀的各種儀器、儀表都裸露在外的，還增設(shè)液視鏡，增加了實(shí)驗(yàn)儀的直觀性，使學(xué)生可清晰地看到各熱力學(xué)的分過(guò)程和熱力學(xué)全循環(huán)過(guò)程；工作物質(zhì)的流通管道上裝有截止閥和修理閥，使學(xué)生可排除在實(shí)驗(yàn)中人為設(shè)計(jì)出的一些故障，以提高學(xué)生的分析問(wèn)題和動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。
權(quán)利要求1.熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀是由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、干燥過(guò)濾器、蒸發(fā)器與相應(yīng)的儀器、儀表構(gòu)成的，其特征在于一臺(tái)熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的上部設(shè)有豎立的板面，下部為柜子；上部板面的右側(cè)設(shè)置冷凝進(jìn)口壓力計(jì)(14)與冷凝出口壓力計(jì)(20)、蒸發(fā)進(jìn)口壓力計(jì)(15)與蒸發(fā)出口壓力計(jì)(21)、壓縮機(jī)電壓表(23)與攪拌器電機(jī)電壓表(16)、壓縮機(jī)電流表(25)與攪拌器電動(dòng)機(jī)電流表(18)及四個(gè)電壓表、電流表的接線柱(17)、(22)、(19)、(24)；再下面設(shè)有溫度指示儀啟動(dòng)按鈕(27)、冷凍室溫度指示儀(29)和冷凍室攪拌電源插座(26)、冷凍室加熱電源插座(28)；在板面的左側(cè)設(shè)有一臺(tái)全自動(dòng)超低電源穩(wěn)壓保護(hù)器(13)，此保護(hù)器(13)的下面的面板上設(shè)一矩形凹穴(10)，凹穴(10)內(nèi)放置一臺(tái)調(diào)壓變壓器(12)和一個(gè)電源合閘(11)；在熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀的下部柜子臺(tái)面上放置一臺(tái)冷凍室(2)，冷凍室(2)的攪拌器電動(dòng)機(jī)電源插頭和加熱器電源插頭插在板面右側(cè)的相應(yīng)插座(26)、(28)上；在柜子的底面上設(shè)置一臺(tái)壓縮機(jī)(1)，壓縮機(jī)(1)的出口管與柜子內(nèi)背壁上的冷凝器管(8)進(jìn)口管相連接，冷凝器管(8)的出口與截止閥(7)的進(jìn)口相連接，截止閥(7)的出口與干燥過(guò)濾器(5)相連接，干燥過(guò)濾器(5)的出口與毛細(xì)管(4)相連接，毛細(xì)管(4)的出口與修理閥(3)相連接，修理閥(3)的出口與設(shè)在冷凍室內(nèi)的蒸發(fā)器(2)相連接，蒸發(fā)器(2)的出口管與壓縮機(jī)(1)的進(jìn)口管相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀裝有門(mén)(30)，門(mén)板(30)里側(cè)的板面上繪有制冷循環(huán)工作原理及P-V圖。
專(zhuān)利摘要熱力學(xué)制冷循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀是根據(jù)制冷循環(huán)工作原理的P－V圖上所示的制冷四過(guò)程:等壓過(guò)程、絕熱過(guò)程、等壓過(guò)程、絕熱過(guò)程類(lèi)同的位置安排制作的。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)儀的管道中增設(shè)了液視鏡,采用了最新最先進(jìn)的傳感和檢測(cè)儀器、儀表,使學(xué)生能通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀看到工作物質(zhì)在管道中的運(yùn)行情況,則實(shí)驗(yàn)儀的直觀性強(qiáng)。另外在循環(huán)管路中增設(shè)截止閥、修理閥,供學(xué)生自己判斷并排除一些人為設(shè)定的故障,以提高學(xué)生的分析能力與動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。
文檔編號(hào)G09B25/00GK2406303SQ0021911
公開(kāi)日2000年11月15日 申請(qǐng)日期2000年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月14日
發(fā)明者李新華, 李冠成, 王秉坤, 李明, 王恒明 申請(qǐng)人:李新華, 李冠成, 王秉坤, 李明, 王恒明