本裝置為適應石油液化氣密度計的主體部分對恒溫環(huán)境的要求,工作區(qū)較大,尺寸為Φ260×420,而混合區(qū)尺寸為Φ160×420,總容積34升,其他性能為:它的使用工作溫度范圍為10℃~95℃,使用環(huán)境溫度應低于30℃,總功率3KW,電源220V/50HZ,所以在一般實驗室都能工作。它的工作原理見圖下:
為保證工作區(qū)內介質的溫度穩(wěn)定和均勻,我們選用側向攪拌的槽體結構方案,下面按工作介質在槽中流動過程來說明恒溫槽工作原理:在攪拌(4)推動下,工作介質在混合區(qū)(2)內自上而下流動,先經(jīng)盤管蒸發(fā)器(1)和加熱器(3)進行熱交換,使流動介質達到某一合適溫度后,由攪拌器進行強烈攪動,使溫度不甚均勻的介質充分混合,進而推動介質從底部流出,再導流向上進入工作區(qū)(6),并使介質具有一定的流速。在流經(jīng)工作區(qū)過程中,要求介質盡量減少與外界的熱交換,這樣才能保證工作區(qū)介質溫度均勻,并為高質量溫度控制創(chuàng)造良好的條件,此后,介質再流進混合區(qū),依次作重復的循環(huán)流動。溫控系統(tǒng)的感溫元件(5)置于流體之中,用于測量溫度信號,控溫系統(tǒng)根據(jù)感溫元件所測得的溫度變化,調節(jié)輸出脈沖信號,最后驅動雙向可控硅推動加熱器加熱,實現(xiàn)控制槽溫在設定溫度下工作。
槽溫在接近或低于室溫時,恒溫槽制冷系統(tǒng)投入運行,它通過安裝在槽體中盤管蒸發(fā)器(1)冷卻工作介質,實現(xiàn)降溫。為了提高介質的降溫速率,制冷量分兩級可調,開始降溫時,可使制冷機在蒸發(fā)溫度較高,負荷較大的情況下工作。在恒溫或下限溫度附近工作時,則令制冷機在蒸發(fā)溫度較低,負荷較小的工況下工作,這樣也有利于溫度穩(wěn)定。
在恒溫時,恒溫槽中冷卻和加熱兩個部件同時工作,冷卻器件主要提供制冷量,用于降溫并最終保持所要求的低溫,而加熱器用來提供平衡熱量實現(xiàn)溫度控制。
1、制冷系統(tǒng):
本裝置制冷系統(tǒng)選用單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng),制冷劑為R22,以風冷冷凝方式將壓縮機排出高溫高壓過熱蒸汽,冷凝成高壓液體,經(jīng)過濾器和節(jié)流裝置成為低壓濕蒸汽,流至在槽內的蒸發(fā)盤管,同時,在吸取槽內工作介質(軟水)中的熱量后成低壓過熱蒸汽,最后被吸入壓縮機再行壓縮與排出,如此循環(huán)完成向工作介質不斷吸熱使之降溫。制冷系統(tǒng)流程如圖2所示。
2、溫度控制系統(tǒng):
液體恒溫裝置要求受控區(qū)溫度穩(wěn)定不變,且分布十分均勻,它一方面由恒溫槽的結構設計是否合理決定,它涉及到感溫元件,加熱器和蒸發(fā)器的結構、安裝位置和熱慣性以及介質受熱均勻程度,裝置的絕熱,保溫優(yōu)劣及整機運行是否穩(wěn)定可靠等因素。當恒溫槽結構確定之后,另一個決定因素便是溫度控制系統(tǒng)。
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