ra电子膨胀阀流量特性的实验

R410A电子膨胀阀流量特性的实验研究摘要：本文电子膨胀阀的流量特性进行了研究，实验测定了不同结构的电子膨胀阀在不同工况下的流量特性。在考虑膨胀阀的流通面积、阀头结构、膨胀阀进出口工况、制冷剂性质等参数的影响下，基于实验数据，拟合了R410A在指定工况下的流量特性关联式，获得的关联式与实际数据的相对偏差在-7.6%—0.5%之间。关键字：电子膨胀阀流量特性制冷剂1引言制冷系统中的节流机构与压缩机、冷凝器、蒸发器并称为制冷系统的“四大件”，是制冷系统中必不可少的元件之一，起着节流降压的作用。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。由于毛细管和节流短管流通面均不可变，对于流量特性其影响因素相对较少。国内外研究者对流量特性研究较多[1-5]，并总结了许多流量特性的经验或半经验公式。Wolf[5]等对以R22,R134A,与R410A为工质的毛细管的流量特性提出了无量纲经验公式。Melo[6]等对以R12,R134A,R600A为工质的毛细管的流量特性提出了经验公式。Kim[7]等人对以R22,R407C,R410A为工质的不同形状的毛细管流量特性提出了类似于Wolf的经验公式。以上三家的经验公式精度都较高。Aaron与Domanski[8]，Kim与O’Neal[9]针对以R22为工质，Choi与Kim[10]针对以R410A为工质的节流短管的流量特性提出了经验公式，其公式精度较高。而对于其它可变节流面积的节流机构—热力膨胀阀和电子膨胀阀，影响流量特性的因素较多，目前鲜有述及。新型制冷剂如R134A、R407C和R410A等的使用，不仅对膨胀阀制造企业带来了新的难题，对于膨胀阀的用户也带来了新的挑战。随着变频空调的日益流行，电子膨胀阀的应用越来越广泛。与传统的毛细管、节流短管以及热力膨胀阀相比，电子膨胀阀调节精度高，调节范围大等优点。但是，目前对于电子膨胀阀流量特性的研究还很薄弱。仍然采用水力学公式对它进行描述[11]：（1）式中：为制冷剂流量，为流量系数为流通面积，为进口制冷剂的密度，、分别为膨胀阀进出口压力，迄今为止，对影响节流机构流量特性的因素，众家说法不一，甚至出现了相互矛盾的说法。Kim与O’Neal[12]认为节流机构的流量特性与节流机构几何特性，入口条件，出口压力有关，并以此拟合出了节流短管的流量系数半经验公式。Singh[13]等人认为节流机构的流量特性不仅与上述因素有关，还与制冷剂物性有关。市川常雄[18]认为锥阀的流量系数与阀针的角度，阀的开度，节流通道直径等因素有关。笠井浩爾对阀进行了系统的进行了研究[19],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。Stone[20]认为球阀的流量系数与雷诺数成指数关系：(2)、n的取值与阀的几何结构有关。阿武芳朗[21][22]研究了热力膨胀阀的流量特性后认为流量系数与膨胀阀的几何特性无关，而与制冷剂物性以及进出口条件有关，并针对R22为制冷剂时提出了流量系数的经验公式：（3）式中：ρ－制冷剂液体进口密度，kg/m3ν－制冷剂出口比容，m3/kg[23]则认为流量系数仅仅与工质的出口干度有关，并指出饱和的R12制冷剂液体通过薄刃锐孔节流时，实际流量与节流后的干度成线性反比。题本文通过敞建立基于应液环法的饮实验系统溪，对新工倦质载R410脖A融电子膨胀蹄阀的节流性特性进行崭研究，获耻得了膨胀贡阀流量系妙数与阀体垦几何结构益，进出口搞条件以及化制冷剂物躬性的关系遥。如2奥攀实验台及谅电子膨胀煎阀试样简店介繁2.1代夺实验台简保介漫图柿1贪为试验的够原理图。格图中叨,碧实验台的赏理论循环敬为忍1-赌2-型3-拾4-1碰楼，实际制扯冷系统循沸环沟为板6-仓5-酷2-常3-丝6寻。其须中建,巴4圆→纪1疑廊为制冷剂惜在磁力泵举中压力升诚高的过程壤；攀1蛮作→机2捆为低压换画热器中加妻热升温过魔程定；教2站罗→哗3躺烘为节流过稿程封；休3林栽→辣4荣坛为高压换赢热器中冷梨凝放热过悦程听；毕6葬盘→钥5目锅为制冷循软环中压缩痛机压缩过楚程供；脚5重采→钞2脊捏为制冷循浅环中冷凝科放热过程夸；做2搬态→略3查辰为节流过倡程声；奋3番勒→逢6搬功为制冷循船环蒸发器温中蒸发过席程。车图睁1泡暑实验台原岂理图拴实验控制剑的参数为揪电子膨胀舍阀前的温桐度、压力鼻。测试结针果为制冷趁剂流量，斑采用质量悔流量计测鹅量。电子联膨胀阀从游全关到全薄开检为泼50则0妹脉冲，，撕开度闪由醒PL朴C过控制。阀积前温度通缓过调节热窜水泵变频两器频率改牢变热水循姓环流量来初获得，阀词后温度和矩压力可以达通过改变蜜乙二醇泵届变频器频昂率来获得挺。个2.2纽局实验参数侵设定翅本文题对其DP升F塑系列电子仪膨胀阀进老行了实验帅，选取的分膨胀阀调有衬DPF1逢.蜓6省、授DPF1徒.遍8战、每DPF2驱.手0宵、洁DPF2疾.堵2呼四种膨胀它阀带,窄膨胀阀的牙阀针、阀蛾座结构如冻图厚3菊。不同膨庆胀阀的阀毯针、阀座取参数不同揪。实验过置程中，将渐同一个阀编针安放在倚不同的阀败中进行了咬实验。侵根据国际忍标准，本面文测试工给况点：伸阀前压力谜：穷23.9挥8皱1谈、键27.0羡1息4永、贴30.3啊33ba获r保，冷凝温矿度笛：分4露0幕、布4菌5落、兰50熟，过冷度蔬：谢1.5胃、可5挽、纳10凉。蒸发温厘度分别之为择0株、戴5运、蓝10道；本试验腾中阀前温晚度偏差可地控制野在膜±0.2泥；阀前、钟阀后压力室偏差控制莲在晨±20k飘P委a逢；阀后温察度偏差控底制翻在谢±1盖。翼3虾爸实验结果诸及分析淡将膨胀阀掠的开度依洪次增赞加泳5梁0叫脉冲资从秋10稀0曾脉冲比到留50驼0稳脉冲，将馋工况稳定挑在设定浑点副180半s留，记录所货测的质量劝流量。蜜前人对毛沾细管、节浅流短管以思及膨胀阀搜的研究结中果表明钞[5-1社0,12拾]胸，节流机货构的流量栏特性与节泉流机构的薄进口温度榜、压力，各出口压力边、干度，跑进出口的准压力差，喘节流机构症的流通面听积，节流庙机构的结救构参数等间因素有关化。因此本扒文选取锯，夜，唯，或，藏，川，金，菌，厅，疤为变量对轰膨胀阀流陶量特性进侵行关联式抚拟合。可锄以表示为兴：（3）疑式中各项先意义如馋表禽1涛：表1胁阀座孔的染内径，计流通面积替的等效直万径躺突流通面骆积采盐入口过冷轧度美衬进口压握力防旨进出口压洲力差龟出口干度钥进口密驾度渣争进口动力脉粘度僵进口汽化于潜热形临界温悟度跨季临界压轨力缝村本文选取盟，感，沿，企滴作为基本肯物理量。穗对男（竭3矿）式进行赖量纲分析黄可得：（4）置至偿的意义如永表欧2表2赔本文将肝（切4庙）式写成鸟方程役（唯5氧）的形式垦：（5）卵本文基揪于护DPF1诊.孔6足，塑DPF1兆.帅8芒，叙DPF2库.股0坏，蚕DPF2脂.勾2咳四种阀的羊实验数据羞拟合出了鹅如雕（蹈5驱）式形式赢的关联式牢：(6)绩并将关联细式坊（松6驴）代对尺DPF2楚.勿2芦阀座内计置艰2.妄0脏阀针膨胀呢阀的实验检数据进行括验证，其读关联式与纵实验结果点的相对偏夏差如诸图括3赤：勇图版3榆拢关联式相颠对偏差慧从暗图榨3菜中可以看超出，关联滚式与实验担结果的相档对偏差解在庭-7.6戏%烈—眯0.5贡%叫之间，相菜对偏差较村小。4结论检本文通过响液环法节夏流机构实习验台，对贷不同阀头面结构的电物子膨胀阀公使岸用替R410芹A被为制冷剂离时在不同递工况下的蝇流量特性雕进行了实苦验研究。男在考虑不芳同流通面锤积、阀前牺工况、阀睡前物性、细阀前后压岛力差、阀秘后工况、字阀体结构紧等参数的趁影响的情弹况下，拟醉合出了电荒子膨胀阀内流量特性呼的关联式眼。关联式惕经实验验冤证，相对太偏差签在饺-7.6烂%栽—泥0.5揪%冒之间，能懂够较准确剃的描太述砖R410悉A熟在冷凝温扁度谅40厘至毁50宏之间，过拼冷度刚在倒1.5塞至夕10颤之间，出熔口温度柳在在0来至阵10阳之间经过课电子膨胀奴阀的流量烘特性。参考文献毙[1]菊Stab百ler放LA.累Theo础rya据ndu锐seo萍fa击capi饥llar淘ytu氏bef怒orl余iqui改dre控frig蛛eran漠tcon仍trol梢.Re模frig慌erat楼ing踪Eng戒1948原;55(折1):5妹5类–核9.两[2]俘LiR苹Y,L联inS衔,Ch乎enZ丸H.N抽umer吐ical猛mod垒elin俭gof于the炸rmod倘ynam渣icn亲on-e顿quil竟ibri宪umfl厘owo苏fre仿frig域eran男tth砖roug得hca浇pill惕ary幅tube惠s.A膛SHRA揭ETr旋ans巨1990喝;96(昆1):5云4壮2聪–堆9.序[3]踏Chen位ZH,瓶Li攀RY,容Lin非S,C尝hen盖ZY.翁Aco疤rrel练atio涌nfo订rme泪tast肚able商flow皇of闭refr施iger追ant获12t扰hrou此ghc在apil研lary劈tub做es.A歪SHRA朴ETr膛ans系1990谱;96(你1):5环5落0库–集4助[4]蹄Wija补yaH蚕.Ad村iaba赖tic熔capi割llar狸ytu里bet层est乱data遣for钞HFC背-134鸡a.I牧n:P糠roce服edin松gso逮fth狡eIn罢t.R体efri例gera乞tion叶Con庸f.A拣tPu短rdue删,We师stL锡afay龄ette汤,In掉dian颈a,U富SA;手1992睡.p.耕6卖3腥–体71.欺[5]坝Wolf践DA,虾Bit庄tle尤RR,裕Pate般MB.翻Adi盛abat走icc荒apil盼lary公tub咬epe花rfor样manc爬ewit涂hal天tern桐ativ我ere泰frig体eran奔ts.宣ASHR阴AER虑P-76婆2,1烧995.虽[6]M民elo专C,F孔erre葬ira蚁RTS,到Net要oCB碍,Go岭ncal企ves祸JM,考Meza浪vila突MM.颈Ane裤xper令imen米tal金anal患ysis帐of别adia辱bati冻cca剧pill射ary颗tube违s.A僵ppli蛮edT悲herm雅alE配ng19写99;1妥9:66胳9僵–锁94.离[7]K封imS猫G,K宅imM会S,R汪oST琴.Ex谎peri尚ment甚ali貌nves基tiga右tion搁of至thep蚕erfo扮rman廉ceo当fR2捏2,R情407C册,an厚dR4臭10A内ins皆ever巷alc欲apil输lary寺tub崇esf夏ora温ir-c失ondi却tion锻er.持Int珠JRe霉frig季erat葡ion万2002卸;25:瓶52秃1菊–脊31.怖[8]A疗aron阔DA,秃Dom户ansk货iPA栋.Exp扎erim腿enta粥tion尿,an血alys稼is,圣and越corr住elat窄ion吐ofr弓efri茫gera棵nt-2睬2fl顷owt队hrou劫ghs寿hort秀tube狗res闭tric饿tors浸.AS众HRAE友Tra肺ns1朱990;漫96(1打):72傻9将–例42.岁[9]K罩imY竭C,乓O剪’鹅Neal雾DL.概Two屈-pha手sefl朵owo幅fR-却22t委hrou易ghs汤hort浴tub勤eor遍ific必es.队ASHR勇AET修rans箱199希4;10补0(1)切:32滩3淋–祸34.该[10]制Choi锄Chu鹊ng,K体im.呀Age虹nera航lize净dco握rrel跟atio付nfo泪rtwo值-pha不sef记low娃ofa护lter少nati蜂ver苹efri凭gera训nts五thro巨ugh掠shor刃ttu岔beo和rifi日ces.大Int论erna穴tion炎alJ值ourn铸alo爆fRef知rige奶rati辽on2累7(2历004)柿39扔3杆–慰400刑[11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