本裝置為適應石油液化氣密度計的主體部分對恒溫環境的要求 ,工作區較大 ,尺寸為Φ260×420 ,而混合區尺寸為Φ160×420 ,總容積34升 ,其他性能為 :它的使用工作溫度範圍為10℃~95℃ ,使用環境溫度應低於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 :
為保證工作區內介質的溫度穩定和均勻
,我們選用側向攪拌的槽體結構方案
,下麵按工作介質在槽中流動過程來說明工作原理
:在攪拌(4)推動下
,工作介質在混合區(2)內自上而下流動
,先經盤管蒸發器(1)和加熱器(3)進行熱交換
,使流動介質達到某一合適溫度後
,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(6),並使介質具有一定的流速
。在流經工作區過程中
,要求介質盡量減少與外界的熱交換
,這樣才能保證工作區介質溫度均勻
,並為高質量溫度控製創造良好的條件
,此後
,介質再流進混合區
,依次作重複的循環流動
。溫控係統的感溫元件(5)置於流體之中
,用於測量溫度信號
,控溫係統根據感溫元件所測得的溫度變化
,調節輸出脈衝信號
,最後驅動雙向可控矽推動加熱器加熱
,實現控製槽溫在設定溫度下工作
。
槽溫在接近或低於室溫時
,恒溫槽製冷係統投入運行
,它通過安裝在槽體中盤管蒸發器(1)冷卻工作介質
,實現降溫
。為了提高介質的降溫速率
,製冷量分兩級可調
,開始降溫時
,可使製冷機在蒸發溫度較高
,負荷較大的情況下工作
。在恒溫或下限溫度附近工作時
,則令製冷機在蒸發溫度較低
,負荷較小的工況下工作
,這樣也有利於溫度穩定
。
在恒溫時
,恒溫槽中冷卻和加熱兩個部件同時工作
,冷卻器件主要提供製冷量
,用於降溫並最終保持所要求的低溫
,而加熱器用來提供平衡熱量實現溫度控製
。
1
、製冷係統
:
本裝置製冷係統選用單級蒸汽壓縮式製冷循環係統
,製冷劑為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
,經過濾器和節流裝置成為低壓濕蒸汽
,流至在槽內的蒸發盤管
,同時
,在吸取槽內工作介質(軟水)中的熱量後成低壓過熱蒸汽
,最後被吸入壓縮機再行壓縮與排出
,如此循環完成向工作介質不斷吸熱使之降溫
。製冷係統流程如圖2所示
。
2
、溫度控製係統
:
液體恒溫裝置要求受控區溫度穩定不變
,且分布十分均勻
,它一方麵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
,保溫優劣及整機運行是否穩定可靠等因素。當恒溫槽結構確定之後
,另一個決定因素便是溫度控製係統
。