專利名稱：實(shí)用壓焓圖計(jì)算尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型所涉及的是制冷工程技術(shù)，領(lǐng)域。根據(jù)一種用來(lái)計(jì)算制冷劑循環(huán)時(shí)，各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)變化的制冷劑壓焓圖，設(shè)計(jì)出實(shí)用壓焓圖計(jì)算尺。
目前，在制冷工程計(jì)算時(shí)，經(jīng)常需要利用壓焓圖查值計(jì)算制冷劑循環(huán)時(shí)各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)，如溫度t、壓力p、比容V、焓值KJ，熵值S等。計(jì)算單位制冷量q。壓宿功AL，冷凝熱負(fù)荷qK，單位容積制冷量qV，制冷系數(shù)∑等。確定比較最佳制冷循環(huán)流程等多項(xiàng)內(nèi)容。壓焓圖是一張制冷設(shè)計(jì)時(shí)不可缺少的理論依據(jù)圖。
現(xiàn)在普遍使用壓焓圖的方法，一般是先在白紙上畫(huà)好制冷循環(huán)流程圖，從壓焓圖上量取數(shù)值，標(biāo)在流程圖上，根據(jù)圖上的標(biāo)注計(jì)算各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)。有時(shí)為了要確定比較一個(gè)最佳制冷工況，常常要畫(huà)幾個(gè)參考流程圖，或在一個(gè)流程點(diǎn)上標(biāo)注幾個(gè)參考點(diǎn)的數(shù)值，然后進(jìn)行多次比較計(jì)算。利用壓焓圖進(jìn)行工程計(jì)算。雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于焓圖本身的限制，存在著工作效率低，計(jì)算速度慢、費(fèi)時(shí)費(fèi)事的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種計(jì)算速度快，工作效率高的動(dòng)態(tài)壓焓圖－－壓焓圖計(jì)算尺。
計(jì)算尺的結(jié)構(gòu)及原理是這樣實(shí)現(xiàn)的。外型結(jié)構(gòu)參考附圖
(1)，制冷循環(huán)圖參考附圖(2)，
以下結(jié)合附圖(1)，(2)說(shuō)明結(jié)構(gòu)及原理。
本實(shí)施例壓焓圖計(jì)算尺的結(jié)構(gòu)由主尺(1)、游標(biāo)(2)、滑尺(3)三部分組成。主尺尺身由兩面組成，正面為R12制冷劑，反面為R22制冷劑計(jì)算尺。游標(biāo)(2)可在主尺上左右滑動(dòng)，滑尺(3)可在主尺的夾層里來(lái)回抽動(dòng)。
主尺，上方開(kāi)有二個(gè)長(zhǎng)方形的孔以便露出滑尺刻度的讀數(shù)窗口，上窗口的上方有每格長(zhǎng)度均等的焓值刻度線。上窗口的下方標(biāo)有一組與壓焓圖相同的過(guò)熱蒸氣區(qū)曲線，曲線中包括(X＝1)的干飽合蒸氣線，溫度線，等熵線和比容線，這一部分對(duì)應(yīng)附圖(2)中相當(dāng)于A、B、C、F區(qū)域。在窗口的左上方，除有焓值刻度外還有一組與(X＝0)干飽合蒸氣線，成對(duì)應(yīng)關(guān)系的溫度刻度線(既附圖(2)中MN線上的各溫度點(diǎn)向上投影得到的溫度刻度)。這一部分對(duì)應(yīng)附圖(2)中相當(dāng)于MDNE的區(qū)域，主尺的中部還有一條以對(duì)數(shù)關(guān)系標(biāo)度的壓力線。主尺的這種布局相當(dāng)于把壓焓圖進(jìn)行必要的剪裁，從新組合到壓焓圖計(jì)算尺的主尺上，其目的是要在主尺上形成附圖(2)中的A→B→D→E→F→A的制冷循環(huán)圖。圖中，A－B是制冷劑絕熱壓縮過(guò)程，B→D是制冷劑散熱過(guò)程，D→E是制冷劑節(jié)流過(guò)程，E→A是制冷劑蒸發(fā)制冷過(guò)程。
另外為了便于計(jì)算單位容積制冷量qv，制冷系數(shù)∑，在主尺的左下方又增加了第二個(gè)計(jì)算窗口，窗口的上方有一個(gè)(↓)箭頭，窗口的下方有一組以對(duì)數(shù)關(guān)系標(biāo)度的qv和∑的刻度線，通過(guò)這一窗口可看到滑尺上的單位制冷量qo，壓縮功AL和比容值V三組刻度。為了說(shuō)明這一窗口的工作原理先給出，單位容積制冷量qv和制冷系數(shù)∑的數(shù)學(xué)表達(dá)式qv=qv／v，∑＝qo／AL當(dāng)把qo，V和AL以對(duì)數(shù)數(shù)刻度方式設(shè)計(jì)在滑尺上，把qv和∑也以對(duì)數(shù)方式設(shè)計(jì)在主尺上，只要抽動(dòng)滑尺把其中一個(gè)qo值與窗口(↓)箭頭對(duì)齊，就可在已知分量V或AL相對(duì)應(yīng)的主尺刻度上找到所求分量qv式∑值。原理與一般對(duì)數(shù)計(jì)算尺相同，只是用法更為簡(jiǎn)單。
游標(biāo)，用透明材料制成。上面有一條垂直讀數(shù)發(fā)線，發(fā)線上標(biāo)有與附圖(2)中，CF線上相同的溫度刻度線，游標(biāo)的上部還有一組水平刻度線，其作用是用來(lái)讀出焓值的小數(shù)部分這組刻度的原理與一般工廠用游標(biāo)卡尺讀出小數(shù)部分相同。由于篇幅所限，不再贅述。
游標(biāo)在本計(jì)算尺中具有兩種功能，一是在主尺上移動(dòng)取值，二是在滑尺的配合下實(shí)現(xiàn)計(jì)算并讀出結(jié)果。第一個(gè)功能原理是這樣的，當(dāng)游標(biāo)在主尺上左右移動(dòng)找點(diǎn)取值后通過(guò)游標(biāo)的發(fā)線，向上可讀出狀態(tài)點(diǎn)的焓值，向左與主尺的垂直壓力線重合可讀出狀態(tài)點(diǎn)的壓力值，游標(biāo)這一功能道理上與用三角板在壓焓圖上取值一樣。而且更為方便準(zhǔn)確。
例如想確定附圖(2)中A、A′A〃三個(gè)不同狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)，只要向左(或向右)滑動(dòng)游標(biāo)，使游標(biāo)上的發(fā)線依次與三個(gè)不同的A點(diǎn)相交，從每個(gè)點(diǎn)出發(fā)向上通過(guò)發(fā)線，可在主尺上讀出焓值向右可讀出比容值，向斜上方可讀出熵值。通過(guò)主尺與游標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以非常方便的查到流程圖上B點(diǎn)，D點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)等各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)。游標(biāo)的第二個(gè)計(jì)算功能，在下面滑尺部分說(shuō)明。
滑尺，可以在主尺的夾層里來(lái)回抽動(dòng)，滑尺的兩面每面有上下兩組刻度。上部的一組是標(biāo)有焓值計(jì)算刻度，下部的一組是標(biāo)有單位制冷量qo，比容V和AL的計(jì)算刻度。下部這組刻度的計(jì)算原理在主尺部分已經(jīng)進(jìn)行了說(shuō)明所以下面只對(duì)上部一組焓值計(jì)算刻度的原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
從附圖(1)中可以看到，主尺上部長(zhǎng)方孔所標(biāo)度的焓值刻度數(shù)值是從160KJ至480KJ，而滑尺上的焓值計(jì)算刻度數(shù)值是從0KJ至280KJ，由于滑尺上的焓值刻度每格長(zhǎng)度與主尺上的焓值刻度每格長(zhǎng)度相等，這樣當(dāng)計(jì)算附圖(2)中D點(diǎn)到B點(diǎn)的qk時(shí)，如果把滑尺的0KJ刻度對(duì)準(zhǔn)D點(diǎn)，把游標(biāo)的發(fā)線對(duì)準(zhǔn)B點(diǎn)，那么滑尺實(shí)際起到了測(cè)量D點(diǎn)到B點(diǎn)兩點(diǎn)間距離的作用。所得到的數(shù)值既為計(jì)算結(jié)果，這樣游標(biāo)在滑尺的配合下便完成了游標(biāo)的第二個(gè)計(jì)算功能。
下面舉一動(dòng)態(tài)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明例如要計(jì)算附圖(2)中E點(diǎn)到A點(diǎn)的單位制冷量qo值。先向右抽動(dòng)滑尺使滑尺上部的焓值okJ刻度對(duì)應(yīng)E點(diǎn)(＋25℃溫度點(diǎn))，然后滑動(dòng)游標(biāo)使游標(biāo)的發(fā)線對(duì)應(yīng)A點(diǎn)(－15℃和＋15交點(diǎn))，通過(guò)主尺窗口讀出滑尺的焓值刻度數(shù)值，從附圖(1)中可看到qo＝138KJ。用同樣的方法可以方便求出D點(diǎn)到B點(diǎn)的冷凝熱負(fù)荷qk，E點(diǎn)到F點(diǎn)的實(shí)際制冷量qo’等數(shù)值。
以上部分都是以計(jì)算尺的正面，R12制冷劑計(jì)算尺進(jìn)行的說(shuō)明，由于本計(jì)算尺的正反兩面結(jié)構(gòu)布局完全一樣，只是不同制冷劑其數(shù)值及壓焓曲線略有不同。所以當(dāng)給出一張正面R12制冷劑壓焓圖計(jì)算尺附圖已能說(shuō)明問(wèn)題。所以未給出反面R22制冷劑計(jì)算尺的附圖。
以下結(jié)合附圖(1)、(2)、用本壓焓圖計(jì)算尺計(jì)算一具體實(shí)例已知R12制冷劑，蒸發(fā)溫度to＝－15℃，吸氣溫度tl＝15℃，冷凝溫度tk＝30℃，過(guò)冷溫度tu＝25℃。
求解hA、hB、hC、hD、hF各點(diǎn)的焓值？有效制冷量q’o？單位制冷量qo？壓縮工AL？VA點(diǎn)比容？單位容積制冷量qv？制冷系數(shù)∑？以及Pto；Pk的壓力值？用計(jì)算尺求解如下1、求解hA－h(huán)F各點(diǎn)的焓值。
(1)、hD點(diǎn)(tu＝25℃)，焓值可在主尺窗口左上方直接查到hD＝223、6kJ。
(2)、求hF和hC點(diǎn)焓值；滑動(dòng)游標(biāo)使發(fā)線對(duì)準(zhǔn)過(guò)熱蒸汽曲線－15℃的F點(diǎn)和30℃的C點(diǎn)。游標(biāo)中線上方對(duì)應(yīng)主尺的讀數(shù)分別為，hF＝344、9kJ，hC＝363、5kJ。
(3)、求hA和hB點(diǎn)的焓值滑動(dòng)游標(biāo)使發(fā)線對(duì)準(zhǔn)－15℃和＋15℃的交點(diǎn)A，此時(shí)對(duì)應(yīng)主尺的焓值為，hA＝362kJ。沿等熵線向右滑動(dòng)游標(biāo)交于30℃的交點(diǎn)B，主尺焓值為hB＝391kJ。
所求結(jié)果hF＝344.9kJ；hA＝362kJ；nB＝391kJ；hC＝363、5kJ；hD＝223、6kJ。
2、求解有效制冷量qo’？單位制量qo？壓縮功AL？VA點(diǎn)比容？(1)、拉動(dòng)滑尺使滑尺左側(cè)零線對(duì)準(zhǔn)25℃。
(2)、求qo’滑動(dòng)游標(biāo)對(duì)準(zhǔn)(x＝1)－15℃的F點(diǎn)，此時(shí)滑尺讀數(shù)即為qo’值，讀數(shù)為121、3kJ。qo’＝hF－h(huán)E＝121、3kJ。
(3)求qo和VA點(diǎn)的比容滑動(dòng)游標(biāo)對(duì)準(zhǔn)－15℃與15℃的交點(diǎn)A，讀取滑尺讀數(shù)為138、4kJ，即qo＝nA－nD＝138、4kJ以交點(diǎn)A向右方沿比容線讀出比容值V＝0、105m3／kJ(4)、求AL向右拉動(dòng)滑尺使零線與游標(biāo)交于30℃點(diǎn)B，此時(shí)滑尺讀數(shù)為29kJ。既AL＝hB－nA＝29kJ所求結(jié)果qo’＝121、3kJ；qo＝138、4kJ；AL＝29kJ；VA＝0、105m3／kg。
3、求解單位容積制冷量qv制冷系數(shù)∑？(1)、因?yàn)閝v＝qo／VA；∑＝qo／AL，所以用滑尺左側(cè)下方的另一組刻度計(jì)算。
(2)拉動(dòng)滑尺用求得的qo值138、4kJ與主尺窗口上方箭頭對(duì)齊。在滑尺比容刻度線找到VA＝0、105m3處，此時(shí)對(duì)應(yīng)主尺qv刻度線上的讀數(shù)既為qv值。讀數(shù)為1318kJ。
(3)、在滑尺AL刻度線找到29kJ，讀取主尺∑的刻度值4、7。
(4)、向左滑動(dòng)游標(biāo)與主尺壓力線對(duì)齊，在游標(biāo)－15℃和＋30℃處分別讀出壓力值。Pto＝0、182MPa；Pk＝0、74MPa所求結(jié)果，qv＝1318kJ；∑＝4、7；Pto＝0、182MPa；Pk＝0、74MPa。
本壓焓圖計(jì)算尺是一般學(xué)習(xí)制冷專業(yè)的學(xué)生及從事制冷工作的技術(shù)人員，非常有用的工具尺。它用料不多，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易懂易學(xué)，并能開(kāi)發(fā)出各種制冷劑列壓焓圖計(jì)算尺，非常便于推廣使用。
權(quán)利要求1.一種用來(lái)計(jì)算制冷劑循環(huán)狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)變化的壓焓圖計(jì)算尺，該尺由主尺(1)，游標(biāo)(2)，滑尺(3)三部分組成，其特征是主尺(1)由一組過(guò)熱蒸氣區(qū)壓焓曲線和兩個(gè)長(zhǎng)方型讀數(shù)窗口組成，游標(biāo)(2)和滑尺(3)可在主(1)上左右滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的尺，主尺(1)上不同制冷劑的過(guò)熱蒸氣區(qū)焓曲線可組成不同制冷劑的壓焓圖計(jì)算尺。
3.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的尺，主尺焓值讀數(shù)窗口的刻度值與過(guò)熱蒸氣區(qū)壓焓曲線成對(duì)應(yīng)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的尺，主尺制冷系數(shù)∑和單位容積制冷量qV窗口刻度為對(duì)數(shù)刻度。
5.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的尺，滑尺的焓值刻度數(shù)值從零開(kāi)始標(biāo)度。
專利摘要本實(shí)用新型所涉及的是制冷工程技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)制冷工程用tgp-h壓焓圖設(shè)計(jì)出一實(shí)用壓焓圖計(jì)算尺。由主尺、游標(biāo)尺和滑片組成。用計(jì)算尺可快速求出制冷劑R-12和R-22-40℃+60℃之間的單位制冷量q本壓焓圖計(jì)算尺是一般學(xué)習(xí)制冷專業(yè)的學(xué)生及從事制冷工作的技術(shù)人員，非常有用的工具尺。
文檔編號(hào)G06G1/00GK2079326SQ8922203
公開(kāi)日1991年6月19日 申請(qǐng)日期1989年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月26日
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