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恒温槽的流动过程及工作原理

发布日期:2014-03-13 16:07:07

本装置为适应石油液化气密度计的主体部分对恒温环境的要求,工作区较大,尺寸为Φ260×420,而混合区尺寸为Φ160×420,总容积34升,其他性能为:它的使用工作温度范围为10℃~95℃,使用环境温度应低于30℃,总功率3KW,电源220V/50HZ,所以在一般实验室都能工作。
为保证工作区内介质的温度稳定和均匀,我们选用侧向搅拌的槽体结构方案,下面按工作介质在槽中流动过程来说明恒温槽工作原理:在搅拌推动下,工作介质在混合区内自上而下流动,先经盘管蒸发器和加热器进行热交换,使流动介质达到某一合适温度后,由搅拌器进行强烈搅动,使温度不甚均匀的介质充分混合,进而推动介质从底部流出,再导流向上进入工作区,并使介质具有一定的流速。在流经工作区过程中,要求介质尽量减少与外界的热交换,这样才能保证工作区介质温度均匀,并为高质量温度控制创造良好的条件,此后介质再流进混合区,依次作重复的循环流动。温控系统的感温元件置于流体之中,用于测量温度信号,控温系统根据感温元件所测得的温度变化,调节输出脉冲信号,最后驱动双向可控硅推动加热器加热,实现控制槽温在设定温度下工作。
槽温槽在接近或低于室温时,恒温槽制冷系统投入运行,它通过安装在槽体中盘管蒸发器冷却工作介质,实现降温。为了提高介质的降温速率,制冷量分两级可调,开始降温时,可使制冷机在蒸发温度较高,负荷较大的情况下工作。在恒温或下限温度附近工作时,则令制冷机在蒸发温度较低,负荷较小的工况下工作,这样也有利于温度稳定。
在恒温时,恒温槽中冷却和加热两个部件同时工作,冷却器件主要提供制冷量,用于降温并最终保持所要求的低温,而加热器用来提供平衡热量实现温度控制。
制冷系统:
本装置制冷系统选用单级蒸汽压缩式制冷循环系统,制冷剂为R22,以风冷冷凝方式将压缩机排出高温高压过热蒸汽,冷凝成高压液体,经过滤器和节流装置成为低压湿蒸汽,流至在槽内的蒸发盘管,同时,在吸取槽内工作介质中的热量后成低压过热蒸汽,最后被吸入压缩机再行压缩与排出,如此循环完成向工作介质不断吸热使之降温。制冷系统流程如图2所示。
温度控制系统:
液体恒温装置要求受控区温度稳定不变,且分布十分均匀,它一方面由恒温槽的结构设计是否合理决定,它涉及到感温元件,加热器和蒸发器的结构、安装位置和热惯性以及介质受热均匀程度,装置的绝热,保温优劣及整机运行是否稳定可靠等因素。当恒温槽结构确定之后,另一个决定因素便是温度控制系统。

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