恒溫槽流動過程及工作原理

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：它的使用工作溫度范圍為10℃~95℃，使用環境溫度應低于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（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（6），并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，并為高質量溫度控制創造良好的條件，此后，介質再流進混合區，依次作重復的循環流動。溫控系統的感溫元件（5）置于流體之中，用于測量溫度信號，控溫系統根據感溫元件所測得的溫度變化，調節輸出脈沖信號，最后驅動雙向可控硅推動加熱器加熱，實現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，制冷量分兩級可調，開始降溫時，可使制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，則令制冷機在蒸發溫度較低，負荷較小的工況下工作，這樣也有利于溫度穩定。  

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溫度控制。  

1、制冷系統： 
本裝置制冷系統選用單級蒸汽壓縮式制冷循環系統，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，如此循環完成向工作介質不斷吸熱使之降溫。制冷系統流程如圖2所示。  

2、溫度控制系統： 
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后，另一個決定因素便是溫度控制系統。