本實(shí)用新型涉及制冷劑測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種測(cè)量冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的裝置。
背景技術(shù):
在替代制冷劑的研究領(lǐng)域,制冷劑與相應(yīng)冷凍機(jī)油的溶解特性一直受到廣泛關(guān)注??照{(diào)系統(tǒng)一般要求冷凍機(jī)油與制冷劑有一定的相溶性,兩者相溶性好,制冷劑在冷凍機(jī)油中溶解量大,系統(tǒng)回油快,但是可能引發(fā)的另外一個(gè)問(wèn)題是,制冷劑會(huì)稀釋冷凍機(jī)油,造成兩者混合物的粘度下降,進(jìn)而影響其潤(rùn)滑性能。面對(duì)新制冷劑的多樣化以及相應(yīng)冷凍機(jī)油研發(fā)的嚴(yán)峻形式,快速而準(zhǔn)確的獲得制冷劑和相應(yīng)的冷凍機(jī)油中在不同溫度和壓力下的溶解特性數(shù)據(jù)(包括制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度及兩者混合溶液的粘度)對(duì)冷凍機(jī)油的研發(fā)和壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)都具有重大意義。
目前還沒(méi)有能同時(shí)測(cè)試?yán)鋬鰴C(jī)油中制冷劑溶解度及兩者混合溶液粘度的標(biāo)準(zhǔn)儀器。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01210100945.1公開了一種測(cè)量冷凍機(jī)油中制冷劑溶解度的裝置及測(cè)定方法,但該裝置不能測(cè)定混合溶液的粘度指標(biāo),且該方法的測(cè)試壓力局限性很大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提出一種測(cè)量冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的裝置及方法,由毛細(xì)管粘度計(jì)、金屬和磁鐵組成的粘度測(cè)試裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,承壓性能好,測(cè)試可重復(fù)性高,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠,所述粘度測(cè)試裝置所能承受的最大壓力取決于高壓密封裝置的密封容器的承壓能力,與毛細(xì)管粘度計(jì)無(wú)關(guān),可用于高壓狀態(tài)下液體運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定。該裝置具有簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠,不僅能夠準(zhǔn)確地測(cè)量冷凍機(jī)油中制冷劑的溶解量,還能測(cè)定高壓狀態(tài)下混合溶液的溶解粘度??筛鶕?jù)所測(cè)量液體的粘度范圍選擇不同管徑的毛細(xì)管,測(cè)量適用范圍廣。
為達(dá)此目的,本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
一種測(cè)量冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的裝置,包括恒溫系統(tǒng)和設(shè)置于恒溫系統(tǒng)中的高壓密封容器,所述高壓密封容器包括耐壓玻璃管,所述耐壓玻璃管內(nèi)設(shè)置有粘度測(cè)試裝置,所述粘度測(cè)試裝置包括毛細(xì)管粘度計(jì)和升降裝置,所述毛細(xì)管粘度計(jì)位于耐壓玻璃管的內(nèi)部,所述升降裝置包括設(shè)置于耐壓玻璃管外部可沿管壁上下移動(dòng)的磁鐵和設(shè)置于耐壓玻璃管內(nèi)部與毛細(xì)管粘度計(jì)相連接的可在磁鐵吸附作用下帶動(dòng)毛細(xì)管粘度計(jì)上下移動(dòng)的金屬。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一,所述磁鐵均勻環(huán)設(shè)在耐壓玻璃管的外部,所述金屬的重心與所述毛細(xì)管粘度計(jì)的重心在一條豎直線上,以保證毛細(xì)管粘度計(jì)保持豎直狀態(tài)上下移動(dòng)。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一,所述耐壓玻璃管的上部密封連接有上接頭,所述上接頭上開設(shè)有與四通接頭的第一個(gè)連接口相連接的通孔,所述四通接頭的第二連接口、第三連接口和第四連接口分別連接有壓力傳感器、溫度傳感器和針閥,所述針閥通過(guò)連接管路連接抽真空及沖注制冷劑系統(tǒng)。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一,所述抽真空及沖注制冷劑系統(tǒng)包括真空泵和制冷劑容器,所述真空泵通過(guò)真空管路連接針閥,所述真空管路上還設(shè)置有第一閥門;所述制冷劑容器通過(guò)制冷管路連接針閥,所述制冷管路上還設(shè)置有第二閥門。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一,所述耐壓玻璃管的外部還套接有下接頭,所述下接頭的外部連接在固定支架上,所述恒溫系統(tǒng)包括恒溫浴槽和設(shè)置在恒溫浴槽中的溫浴介質(zhì),所述恒溫浴槽的槽壁上開設(shè)有透明視窗,且所述固定支架位于恒溫浴槽內(nèi)。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一,所述壓力傳感器上連接有壓力顯示儀表,所述溫度傳感器上連接有溫度顯示儀表,所述升降裝置還連接有位于恒溫浴槽外部的升降控制器。
一種測(cè)量冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的方法,包括如下步驟:
步驟1、根據(jù)耐壓玻璃管的容積,用天平稱取定量的待測(cè)冷凍機(jī)油于耐壓玻璃管內(nèi),冷凍機(jī)油的質(zhì)量記為m0,同時(shí)放入毛細(xì)管粘度計(jì),并將毛細(xì)管粘度計(jì)完全浸沒(méi)于冷凍機(jī)油中;
步驟2、將耐壓玻璃管與壓力傳感器、溫度傳感器、針閥利用上接頭、下接頭、密封墊片、四通接頭組裝好,保證密封,稱取組合裝置質(zhì)量記為m1;
步驟3、用連接管路將針閥與真空泵和制冷劑氣瓶連接,關(guān)閉第二閥門,打開第一閥門和針閥,抽真空25min-35min,使耐壓玻璃管及管路內(nèi)的真空度至設(shè)定真空,關(guān)閉第一閥門,打開第二閥門,將制冷劑注入到耐壓玻璃管中,注入一定量后,關(guān)閉針閥,拆除連接管路,稱取注入制冷劑后組合裝置的質(zhì)量記為m2,制冷劑的質(zhì)量M=m2-m1;
步驟4、設(shè)置恒溫浴槽的溫度為所測(cè)溫度,將上述組合裝置放入恒溫浴槽中,恒溫槽內(nèi)的溫浴介質(zhì)要能淹沒(méi)玻璃耐壓管上接頭;
步驟5、在恒溫浴槽面板上方安裝好升降控制器,升降控制器與磁鐵連接,將磁鐵貼近耐壓玻璃管下部并與所述金屬等高,對(duì)升降裝置進(jìn)行上升和下降操作,帶動(dòng)毛細(xì)管進(jìn)行上升和下降,使得毛細(xì)管粘度計(jì)中液體無(wú)氣泡;
步驟6、利用升降控制裝置和磁鐵將毛細(xì)管粘度計(jì)提升使其脫離外部液體,管內(nèi)液體從下部流出,當(dāng)液面下降到粘度計(jì)上刻度線時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí),當(dāng)液面下降到粘度計(jì)下刻度線時(shí)停止計(jì)時(shí);此過(guò)程重復(fù)測(cè)定至少三次,取所測(cè)時(shí)間的平均值為冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的平均流動(dòng)時(shí)間t;
步驟7、冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)運(yùn)動(dòng)粘度采用下式計(jì)算:
ν=A·t-B/t,ν—運(yùn)動(dòng)粘度,mm2/s;t—液面經(jīng)過(guò)兩刻度線所需的時(shí)間,s;A、B—粘度計(jì)常數(shù)。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一,還包括步驟8、待溫度傳感器達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),每隔約15min觀察一次壓力傳感器的數(shù)值,當(dāng)壓力顯示儀表的顯示值穩(wěn)定25min-35min不變化時(shí),認(rèn)為已達(dá)到平衡,記錄此時(shí)的壓力值P(MPa)和玻璃管內(nèi)液面高度h。
步驟9、根據(jù)溫度和對(duì)應(yīng)的壓力確定氣態(tài)制冷劑的密度ρ,根據(jù)耐壓玻璃管、連接接頭管路的總體積和冷凍機(jī)油與液態(tài)制冷劑液面高度確定氣態(tài)制冷劑體積V;
c、采用下式計(jì)算制冷劑溶解度(溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)):
式中:X-制冷劑溶解度;m0-冷凍機(jī)油質(zhì)量,單位為g;M-制冷劑的質(zhì)量,g;ρ-氣態(tài)制冷劑的密度,單位是g/mL;V-氣態(tài)制冷劑的體積,單位是mL。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一,所述步驟6中,若毛細(xì)管粘度計(jì)出現(xiàn)氣泡,則重新調(diào)整至無(wú)氣泡后再開始計(jì)時(shí)。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一,步驟1之前,需先用已知粘度的液體對(duì)毛細(xì)管粘度計(jì)常數(shù)A、B進(jìn)行標(biāo)定,才能直接采用上式計(jì)算混合介質(zhì)粘度。
有益效果:由毛細(xì)管粘度計(jì)、金屬和磁鐵組成的粘度測(cè)試裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,承壓性能好,測(cè)試可重復(fù)性高,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠,當(dāng)毛細(xì)管粘度計(jì)從液面中被提起后,毛細(xì)管粘度計(jì)本體內(nèi)外壓力平衡,毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)的液體僅在重力作用下開始下流,記錄液體流過(guò)粘度計(jì)上、下刻度線所用時(shí)間即可計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)粘度值。所述粘度測(cè)試裝置所能承受的最大壓力取決于高壓密封裝置的密封容器的承壓能力,與毛細(xì)管粘度計(jì)無(wú)關(guān),可用于高壓狀態(tài)下液體運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定。該裝置具有簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠,不僅能夠準(zhǔn)確地測(cè)量冷凍機(jī)油中制冷劑的溶解量,還能測(cè)定高壓狀態(tài)下混合溶液的溶解粘度。可根據(jù)所測(cè)量液體的粘度范圍選擇不同管徑的毛細(xì)管,測(cè)量適用范圍廣。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種測(cè)量冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:
1、恒溫浴槽;2、溫浴介質(zhì);3、固定支架;4、耐壓玻璃管;5、毛細(xì)管粘度計(jì);6、玻璃管下接頭;7、玻璃管上接頭;8、四通接頭;9、壓力傳感器;10、壓力顯示儀表;11、針閥;12、連接管路;13、第一閥門;14、第二閥門;15、真空泵;16、制冷劑容器;17、溫度傳感器;18、溫度顯示儀表;19、升降控制器;20、磁鐵;21、金屬;22、冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
實(shí)施例1
本實(shí)用新型提供了一種測(cè)量冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的裝置,包括恒溫系統(tǒng)和設(shè)置于恒溫系統(tǒng)中的高壓密封容器,所述高壓密封容器包括耐壓玻璃管4,所述耐壓玻璃管4內(nèi)設(shè)置有粘度測(cè)試裝置,所述粘度測(cè)試裝置包括毛細(xì)管粘度計(jì)5和升降裝置,所述毛細(xì)管粘度計(jì)5位于耐壓玻璃管4的內(nèi)部,所述升降裝置包括設(shè)置于耐壓玻璃管4外部可沿管壁上下移動(dòng)的磁鐵20和設(shè)置于耐壓玻璃管4內(nèi)部與毛細(xì)管粘度計(jì)5相連接的可在磁鐵20吸附作用下帶動(dòng)毛細(xì)管粘度計(jì)5上下移動(dòng)的金屬21。所述金屬21以金屬環(huán)的結(jié)構(gòu)包裹在毛細(xì)管粘度計(jì)5的下部,所述金屬環(huán)為鐵環(huán),所述磁鐵20均勻環(huán)設(shè)在耐壓玻璃管4的外部,所述金屬21的重心與所述毛細(xì)管粘度計(jì)5的重心在一條豎直線上,以保證毛細(xì)管粘度計(jì)5保持豎直狀態(tài)上下移動(dòng)。
由毛細(xì)管粘度計(jì)5、金屬21和磁鐵20組成的粘度測(cè)試裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,承壓性能好,測(cè)試可重復(fù)性高,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠,當(dāng)毛細(xì)管粘度計(jì)5從液面中被提起后,毛細(xì)管粘度計(jì)5本體內(nèi)外壓力平衡,毛細(xì)管粘度計(jì)5內(nèi)的液體僅在重力作用下開始下流,記錄液體流過(guò)粘度計(jì)上、下刻度線所用時(shí)間即可計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)粘度值。所述粘度測(cè)試裝置所能承受的最大壓力取決于高壓密封裝置的密封容器的承壓能力,與毛細(xì)管粘度計(jì)5無(wú)關(guān),可用于高壓狀態(tài)下液體運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定。該裝置具有簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠,不僅能夠準(zhǔn)確地測(cè)量冷凍機(jī)油中制冷劑的溶解量,還能測(cè)定高壓狀態(tài)下混合溶液的溶解粘度。可根據(jù)所測(cè)量液體的粘度范圍選擇不同管徑的毛細(xì)管,測(cè)量適用范圍廣。
所述毛細(xì)管粘度計(jì)5的毛細(xì)管材質(zhì)應(yīng)透明、耐高低溫、耐氟,優(yōu)選石英玻璃。毛細(xì)管粘度計(jì)5中毛細(xì)管管徑的選擇和常數(shù)的標(biāo)定根據(jù)哈根-泊蕭葉定律,如果流體僅在重力作用下在圓管中層流流動(dòng),則流體的運(yùn)動(dòng)粘度ν=A·t-B/t,當(dāng)毛細(xì)管的管長(zhǎng)、管徑、流體在毛細(xì)管中流過(guò)的體積確定后,A、B為常數(shù)。毛細(xì)管的管長(zhǎng)、管徑利用管徑與雷諾數(shù)Re之間的關(guān)系且Re<2000來(lái)設(shè)計(jì)調(diào)整,常數(shù)A、B采用相對(duì)測(cè)量方法,即使用兩種或以上已知粘度的標(biāo)準(zhǔn)流體來(lái)通過(guò)粘度計(jì),測(cè)出介質(zhì)流過(guò)粘度計(jì)上、下刻度線所用時(shí)間,根據(jù)上述哈根-泊蕭葉定律方程即可確定A、B。當(dāng)毛細(xì)管常數(shù)A、B確定后,測(cè)出待測(cè)流體介質(zhì)在本毛細(xì)管中流過(guò)的時(shí)間,即可計(jì)算出待測(cè)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試,使用該裝置所測(cè)同批次冷凍機(jī)油與制冷劑的溶解特性數(shù)據(jù)的極限誤差小于5%。
所述耐壓玻璃管4的上部密封連接有上接頭7,所述上接頭7上開設(shè)有與四通接頭8的第一個(gè)連接口相連接的通孔,所述耐壓玻璃管4的外部還套接有下接頭6,所述下接頭6位于所述上接頭的下方,且所述下接頭6的外部連接在固定支架3上。
耐壓玻璃管4底部密封,所述耐壓玻璃管4的頂部翻邊或焊接法蘭,其表面沿高度方向有從底部往上逐漸增大的刻度,所述上接頭6和所述下接頭7均通過(guò)螺紋連接在所述耐壓玻璃管上,且所述上接頭6和所述下接頭7和耐壓玻璃管4之間通過(guò)密封墊片壓緊進(jìn)行密封連接,所述密封墊片材質(zhì)優(yōu)選聚四氟乙烯墊片,所述耐壓玻璃管4的整體耐壓能力不低于10Mpa。
所述耐壓玻璃管4具有良好的透光性、耐高低溫性、耐氟性以滿足高低溫、高低壓的測(cè)試環(huán)境的需要,其材質(zhì)優(yōu)選為石英玻璃,更優(yōu)選采用藍(lán)寶石玻璃制成的耐壓玻璃管4具有更好的透光性、耐高低溫性、耐氟性。
所述四通接頭8的第二連接口、第三連接口和第四連接口分別連接有壓力傳感器9、溫度傳感器17和針閥11,所述針閥11通過(guò)連接管路12連接抽真空及沖注制冷劑系統(tǒng)。所述連接管路12優(yōu)選為耐壓軟管,所述四通接頭8、針閥11、耐壓軟管的耐壓能力均≥10MPa,以滿足高壓密封系統(tǒng)內(nèi)部的耐高壓性能的要求。
所述壓力傳感器9上連接有壓力顯示儀表10,所述溫度傳感器17上連接有溫度顯示儀表18,以準(zhǔn)確及時(shí)的顯示耐壓玻璃管4內(nèi)的壓力和溫度,確保測(cè)試環(huán)境的準(zhǔn)確性。所述升降裝置還連接有位于恒溫浴槽1外部的升降控制器19。所述升降控制器19位于所述恒溫浴槽1的外部,便于測(cè)試人員進(jìn)行操作。
所述恒溫系統(tǒng)包括恒溫浴槽1和設(shè)置在恒溫浴槽1中的溫浴介質(zhì)2,且所述固定支架3位于恒溫浴槽1內(nèi)。所述恒溫浴槽1的槽壁上開設(shè)有透明視窗,用于實(shí)驗(yàn)人員隨時(shí)觀察恒溫浴槽1內(nèi)的動(dòng)態(tài)情況。恒溫浴槽1內(nèi)的溫浴介質(zhì)溫度波動(dòng)度和不均勻度小于±0.3℃。恒溫浴槽1內(nèi)的溫浴介質(zhì)2根據(jù)測(cè)試溫度條件選擇:當(dāng)測(cè)量溫度范圍為-50~20℃時(shí),溫浴介質(zhì)優(yōu)選高純度酒精,優(yōu)選的,高純度酒精的酒精含量大于99.5%;當(dāng)測(cè)量溫度范圍為20~90℃時(shí),溫浴介質(zhì)優(yōu)選水。
所述抽真空及沖注制冷劑系統(tǒng)包括真空泵15和制冷劑容器16,所述真空泵15通過(guò)真空管路連接針閥11,所述真空管路上還設(shè)置有第一閥門13;所述制冷劑容器16通過(guò)制冷管路連接針閥11,所述連接管路12上還設(shè)置有第二閥門14。測(cè)試者通過(guò)控制第一閥門13和真空泵15實(shí)現(xiàn)所述耐壓玻璃管4內(nèi)的氣壓達(dá)到設(shè)定的測(cè)試范圍,測(cè)試者通過(guò)控制第二閥門14和制冷劑容器16控制耐壓玻璃管4內(nèi)的制冷劑的含量。
本實(shí)用新型還提供了一種測(cè)量冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的方法,包括如下步驟:
在步驟1進(jìn)行之前需要做好準(zhǔn)備工作:清洗耐壓玻璃管4、毛細(xì)管粘度計(jì)5及相關(guān)連接配件,烘干待用;如果之前的測(cè)試中沒(méi)有準(zhǔn)確測(cè)試出毛細(xì)管粘度計(jì)5的常數(shù)A、B,需要首先對(duì)此次試驗(yàn)所采用的毛細(xì)管粘度計(jì)5的常數(shù)A、B進(jìn)行標(biāo)定,才能直接采用上式計(jì)算混合介質(zhì)粘度。
步驟1、根據(jù)耐壓玻璃管4的容積,用天平稱取定量的待測(cè)冷凍機(jī)油于耐壓玻璃管4內(nèi),冷凍機(jī)油的質(zhì)量記為m0,同時(shí)放入毛細(xì)管粘度計(jì)5,并將毛細(xì)管粘度計(jì)5完全浸沒(méi)于冷凍機(jī)油中;毛細(xì)管粘度計(jì)5的管徑優(yōu)選為0.2~1mm。
步驟2、將耐壓玻璃管4與壓力傳感器9、溫度傳感器17、針閥11利用上接頭7、下接頭6、密封墊片、四通接頭8組裝好,保證密封,稱取組合裝置質(zhì)量記為m1;所述組合裝置為除恒溫系統(tǒng)之外的裝置。
步驟3、用耐壓軟管將針閥11與真空泵15和制冷劑氣瓶連接,關(guān)閉第二閥門14,打開第一閥門13和針閥11,抽真空25min-35min,優(yōu)選的,抽真空30min,使耐壓玻璃管4及與耐壓玻璃管4相連通的管路內(nèi)的真空度至設(shè)定真空,具體實(shí)施時(shí),真空值控制在12-15Pa,優(yōu)選的真空值為13.3Pa。關(guān)閉第一閥門13,打開第二閥門14,從制冷劑容器16內(nèi)將制冷劑通過(guò)針閥11注入到耐壓玻璃管4中,注入一定量后,關(guān)閉針閥11,拆除耐壓軟管,稱取注入制冷劑后組合裝置的質(zhì)量記為m2,制冷劑的質(zhì)量M=m2-m1。
步驟4、設(shè)置恒溫浴槽1的溫度為所測(cè)溫度,將上述組合裝置放入恒溫浴槽1中,恒溫槽內(nèi)的溫浴介質(zhì)2要能淹沒(méi)玻璃耐壓管上接頭7;當(dāng)測(cè)量溫度范圍為-50~20℃時(shí),溫浴介質(zhì)優(yōu)選高純度酒精,優(yōu)選的,高純度酒精的酒精含量大于99.5%;當(dāng)測(cè)量溫度范圍為20~90℃時(shí),溫浴介質(zhì)優(yōu)選水。
步驟5、在恒溫浴槽1面板上方安裝好升降控制器19,升降控制器19與磁鐵20連接,將磁鐵20貼近耐壓玻璃管4下部并與所述鐵環(huán)等高,對(duì)升降裝置進(jìn)行上升和下降操作,帶動(dòng)毛細(xì)管進(jìn)行上升和下降,使得毛細(xì)管粘度計(jì)5中液體無(wú)氣泡。
然后進(jìn)行相應(yīng)的冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的粘度測(cè)試和/或溶解度測(cè)試。
進(jìn)行冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的粘度測(cè)試時(shí),采用步驟6的方式,先利用升降控制裝置19和磁鐵20將毛細(xì)管粘度計(jì)5提升使其脫離位于耐壓玻璃管4內(nèi)部的冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì),管內(nèi)液體從下部流出,當(dāng)液面下降到粘度計(jì)上刻度線時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí),當(dāng)液面下降到粘度計(jì)下刻度線時(shí)停止計(jì)時(shí);此過(guò)程重復(fù)測(cè)定至少三次,取所測(cè)時(shí)間的平均值為冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)22的平均流動(dòng)時(shí)間t;若毛細(xì)管粘度計(jì)5出現(xiàn)氣泡,則重新調(diào)整至無(wú)氣泡后再開始計(jì)時(shí)。
采用步驟7對(duì)粘度進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算,所述冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)22運(yùn)動(dòng)粘度采用下式計(jì)算:
ν=A·t-B/t,ν—運(yùn)動(dòng)粘度,mm2/s;t—液面經(jīng)過(guò)兩刻度線所需的時(shí)間,s;A、B—粘度計(jì)常數(shù)。毛細(xì)管粘度計(jì)5中毛細(xì)管管徑的選擇和常數(shù)的標(biāo)定根據(jù)哈根-泊蕭葉定律,如果流體僅在重力作用下在圓管中層流流動(dòng),則流體的運(yùn)動(dòng)粘度ν=A·t-B/t,當(dāng)毛細(xì)管的管長(zhǎng)、管徑、流體在毛細(xì)管中流過(guò)的體積確定后,A、B為常數(shù)。
進(jìn)行冷凍機(jī)油與制冷劑混合介質(zhì)的溶解度測(cè)試時(shí),采用步驟8進(jìn)行測(cè)試:首先待溫度傳感器17達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),每隔約15min觀察一次壓力傳感器9的數(shù)值,當(dāng)壓力顯示儀表10的顯示值穩(wěn)定25min-35min不變化時(shí),在測(cè)試?yán)碚撋险J(rèn)為已達(dá)到平衡,記錄此時(shí)的壓力值P和玻璃管內(nèi)液面高度h;
根據(jù)溫度和對(duì)應(yīng)的壓力確定氣態(tài)制冷劑的密度ρ,根據(jù)耐壓玻璃管4、連接接頭管路的總體積和冷凍機(jī)油與液態(tài)制冷劑液面高度確定氣態(tài)制冷劑體積V;采用下式計(jì)算制冷劑溶解度溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù):
式中:X為制冷劑溶解度;m0為冷凍機(jī)油質(zhì)量,單位為g;M為制冷劑的質(zhì)量,單位為g;ρ為氣態(tài)制冷劑的密度,單位是g/mL;V為氣態(tài)制冷劑的體積,單位是mL。所述連接接頭管路體積指的是四通接頭8、玻璃管上接頭7和玻璃管下接頭7的空腔體積。
具體實(shí)施時(shí),以68#冷凍機(jī)油為例,測(cè)得制冷劑R410A與冷凍機(jī)油在40℃和80℃下的溶解度及溶解粘度見(jiàn)表1、表2。
40℃下,R410A在68#冷凍機(jī)油中不同壓力下的溶解度和溶解粘度
表1
80℃下,R410A在68#冷凍機(jī)油中不同壓力下的溶解度和溶解粘度
表2
綜上所述,由毛細(xì)管粘度計(jì)5、金屬21和磁鐵20組成的粘度測(cè)試裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,承壓性能好,測(cè)試可重復(fù)性高,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠,當(dāng)毛細(xì)管粘度計(jì)5從液面中被提起后,毛細(xì)管粘度計(jì)5本體內(nèi)外壓力平衡,毛細(xì)管粘度計(jì)5內(nèi)的液體僅在重力作用下開始下流,記錄液體流過(guò)粘度計(jì)上、下刻度線所用時(shí)間即可計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)粘度值。所述粘度測(cè)試裝置所能承受的最大壓力取決于高壓密封裝置的密封容器的承壓能力,與毛細(xì)管粘度計(jì)5無(wú)關(guān),可用于高壓狀態(tài)下液體運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定。該裝置具有簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠,不僅能夠準(zhǔn)確地測(cè)量冷凍機(jī)油中制冷劑的溶解量,還能測(cè)定高壓狀態(tài)下混合溶液的溶解粘度。可根據(jù)所測(cè)量液體的粘度范圍選擇不同管徑的毛細(xì)管,測(cè)量適用范圍廣。
以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理,而不能以任何方式解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?;诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式,這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。