多联引射器双温CO 2 制冷系统数值模拟及实验研究
发布时间：2021-10-05 04:09
对于传统的跨临界CO2制冷系统,其系统运行压力高、节流前后能量损失严重。引射器正在被广泛的应用到各种制冷循环系统中,用于回收低品位的膨胀功。多联引射器即由几个固定几何尺寸的喷射器并联在一起工作的元件,其调节功能更加灵活,能够满足不同工况条件下系统制冷剂质量流量的变化需求。本文研究了多联引射器CO2双温制冷循环系统,该系统中采用多联引射器代替传统高压阀,可以回收部分低品位膨胀功,以减少节流过程中的不可逆损失,产生额外冷量,进而提高系统COP,其可以满足商业超市中冷冻冷藏需求。本文采用集总参数法对多联引射器双温制冷系统的主要部件建立了数学模型,应用Matlab语言编写程序对系统性能进行了模拟研究,分析了气冷器出口温度、气冷器出口压力、并行压缩机、系统中间压力、中低温蒸发器蒸发温度对制冷系统性能的影响。在课题组前期成员搭建的多联引射器循环制冷系统实验台基础上进行改进,并进行了双温制冷循环系统的实验工作,主要研究了系统中间压力、中低温蒸发温度对制冷系统性能的影响,并对实验结果与模拟结果进行了对比,主要结论如下:（1）模拟结果表明:在相同工况条件下,采...
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国及其他地区煤炭需求变化趋势
的发展，国民的生活水平得到了显著的提高[1]，但粗放低效的能源发展方式，导致资源不能得到合理开发利用，造成了极大的浪费及环境污染，其与社会可持续发展相违背。此外，各种资源的开发利用在推动社会经济前进的同时，也带来了诸如:沙漠化、水土流失、森林和草场退化、水资源短缺以及空气污染等不可忽视的生态环境问题。随着国内经济持续快速的发展，特别是进入21世纪后，能源需求急剧增加。《全球煤炭市场报告（2018-2023）》预测，未来5年，煤炭在全球能源结构中的占比将下降2%，但煤炭仍是全球能源的核心[2]。图1-1和图1-2分别显示了中国及其他地区煤炭需求的变化趋势，中国一次能源消费变化趋势[3]，图1-2显示了未来我国煤炭需求呈缓慢降低趋势，但煤炭仍在我国能源结构占较大比重。图1-1中国及其他地区煤炭需求变化趋势Fig.1-1TrendsincoaldemandinChinaandotherregions图1-2中国一次能源消费变化趋势Fig.1-2TrendsinChina"sprimaryenergyconsumption为合理开发、高效利用能源，积极落实《能源发展“十三五”规划》[4]，国能委员会通过了《能源生产和消费革命战略(2016—2030)》[5]，提出了未来十几年的能源革命目标。《战略》中提出2021~2030年，非化石能源占能源消费总量20%左右；与2005年相比，单位GDP二氧化碳排放下降60%~65%，天然气和可再生能源利用占比将持续增长，高碳化一次能源利用将大幅减少[6]。近两年来，为了进一步优化能源利用结构，减少污染排放，京津冀地区开始实行“煤改电”、“煤改气”政策，这个政策的实施，在很大程度上缓解了京津冀地区冬季的雾霾天气[7]。环境中温室气体量的增加是导致全球气候变暖的主因，2014年IPCC
第一章绪论3图1-3CO2二次回路系统[16][17][18]Fig.1-3CO2secondarycircuitsystem[16][17][18]（2）图1-4为制冷剂CO2应用于低温级的复叠制冷循环系统，此系统由HFC或HC中温系统和CO2低温系统两套机组构成，系统中CO2在低温级进行亚临界循环。图1-4复叠制冷系统[16][17][18]Fig.1-4Cascaderefrigerationsystem[16][17][18]（3）图1-5为CO2跨临界循环系统，与CO2亚临界循环区别在于，此系统中的CO2制冷剂在冷凝过程中处于超临界区域，整个散热过程中CO2不发生相变[18]。CO2的临界压力和临界温度分别为7.372MPa，31.1℃，在超临界区的CO2，其温度和压
【参考文献】：
期刊论文
[1]“煤改气、煤改电”政策的利益补偿方式探究[J]. 曹佳磊,胡冰涛. 供热制冷. 2019(05)
[2]2019全球主要能源展望报告对比与启示[J]. 杨永明. 新能源经贸观察. 2019(Z1)
[3]《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》等政策出台 推动油气行业拥抱能源革命[J]. 田磊,苏铭. 国际石油经济. 2018(01)
[4]HFCs（氢氟烃）产业发展研究与展望[J]. 赵立群. 化学工业. 2018(01)
[5]基加利修正案背景下低GWP制冷剂应用的再分析[J]. 崔奇,孙志利,李紫薇,王启帆,谢志远,王雪. 冷藏技术. 2017(04)
[6]由制冷剂替代谈起[J]. 陈敬良,史琳,李红旗,杨昭,张朝晖,韩敏,王若楠,高钰,刘璐璐. 制冷与空调. 2017(09)
[7]商超跨临界CO2增压制冷系统及技术应用现状[J]. 曹锋,叶祖樑. 制冷与空调. 2017(09)
[8]《能源发展“十三五”规划》介绍（一）[J]. 能源与节能. 2017(06)
[9]能源生产和消费革命战略（2016-2030）[J]. 电器工业. 2017(05)
[10]全球2℃温升目标与应对气候变化长期目标的演进——从《联合国气候变化框架公约》到《巴黎协定》[J]. 高云,高翔,张晓华. Engineering. 2017(02)
硕士论文
[1]多联引射增效CO2双温制冷系统实验台设计及性能研究[D]. 余斌.天津商业大学 2019
[2]引射器液体再循环制冷系统性能模拟与实验研究[D]. 张鲁梦.天津商业大学 2019
[3]R1270/CO2超市复叠制冷系统的性能研究[D]. 贾明正.郑州轻工业学院 2018
[4]蒸气喷射准双级压缩制冷系统的实验研究[D]. 巩庆霞.天津商业大学 2017
[5]双级压缩制冷系统的仿真模拟研究[D]. 张守兵.郑州大学 2016
[6]两段式喷嘴引射器及跨临界CO2两相流制冷系统的特性研究[D]. 孟丽丽.天津商业大学 2015
[7]两段式喷嘴引射器性能模拟及系统实验研究[D]. 孔海利.天津商业大学 2014
[8]跨临界CO2两相流引射器性能的数值模拟和实验研究[D]. 任立乾.天津商业大学 2014
[9]跨临界CO2两相流引射制冷系统数值模拟及实验研究[D]. 王冬丽.天津商业大学 2013
[10]二氧化碳压缩/喷射制冷循环模拟[D]. 方冬.南京理工大学 2013
本文编号：3418971
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国及其他地区煤炭需求变化趋势
的发展，国民的生活水平得到了显著的提高[1]，但粗放低效的能源发展方式，导致资源不能得到合理开发利用，造成了极大的浪费及环境污染，其与社会可持续发展相违背。此外，各种资源的开发利用在推动社会经济前进的同时，也带来了诸如:沙漠化、水土流失、森林和草场退化、水资源短缺以及空气污染等不可忽视的生态环境问题。随着国内经济持续快速的发展，特别是进入21世纪后，能源需求急剧增加。《全球煤炭市场报告（2018-2023）》预测，未来5年，煤炭在全球能源结构中的占比将下降2%，但煤炭仍是全球能源的核心[2]。图1-1和图1-2分别显示了中国及其他地区煤炭需求的变化趋势，中国一次能源消费变化趋势[3]，图1-2显示了未来我国煤炭需求呈缓慢降低趋势，但煤炭仍在我国能源结构占较大比重。图1-1中国及其他地区煤炭需求变化趋势Fig.1-1TrendsincoaldemandinChinaandotherregions图1-2中国一次能源消费变化趋势Fig.1-2TrendsinChina"sprimaryenergyconsumption为合理开发、高效利用能源，积极落实《能源发展“十三五”规划》[4]，国能委员会通过了《能源生产和消费革命战略(2016—2030)》[5]，提出了未来十几年的能源革命目标。《战略》中提出2021~2030年，非化石能源占能源消费总量20%左右；与2005年相比，单位GDP二氧化碳排放下降60%~65%，天然气和可再生能源利用占比将持续增长，高碳化一次能源利用将大幅减少[6]。近两年来，为了进一步优化能源利用结构，减少污染排放，京津冀地区开始实行“煤改电”、“煤改气”政策，这个政策的实施，在很大程度上缓解了京津冀地区冬季的雾霾天气[7]。环境中温室气体量的增加是导致全球气候变暖的主因，2014年IPCC
第一章绪论3图1-3CO2二次回路系统[16][17][18]Fig.1-3CO2secondarycircuitsystem[16][17][18]（2）图1-4为制冷剂CO2应用于低温级的复叠制冷循环系统，此系统由HFC或HC中温系统和CO2低温系统两套机组构成，系统中CO2在低温级进行亚临界循环。图1-4复叠制冷系统[16][17][18]Fig.1-4Cascaderefrigerationsystem[16][17][18]（3）图1-5为CO2跨临界循环系统，与CO2亚临界循环区别在于，此系统中的CO2制冷剂在冷凝过程中处于超临界区域，整个散热过程中CO2不发生相变[18]。CO2的临界压力和临界温度分别为7.372MPa，31.1℃，在超临界区的CO2，其温度和压
【参考文献】：
期刊论文
[1]“煤改气、煤改电”政策的利益补偿方式探究[J]. 曹佳磊,胡冰涛. 供热制冷. 2019(05)
[2]2019全球主要能源展望报告对比与启示[J]. 杨永明. 新能源经贸观察. 2019(Z1)
[3]《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》等政策出台 推动油气行业拥抱能源革命[J]. 田磊,苏铭. 国际石油经济. 2018(01)
[4]HFCs（氢氟烃）产业发展研究与展望[J]. 赵立群. 化学工业. 2018(01)
[5]基加利修正案背景下低GWP制冷剂应用的再分析[J]. 崔奇,孙志利,李紫薇,王启帆,谢志远,王雪. 冷藏技术. 2017(04)
[6]由制冷剂替代谈起[J]. 陈敬良,史琳,李红旗,杨昭,张朝晖,韩敏,王若楠,高钰,刘璐璐. 制冷与空调. 2017(09)
[7]商超跨临界CO2增压制冷系统及技术应用现状[J]. 曹锋,叶祖樑. 制冷与空调. 2017(09)
[8]《能源发展“十三五”规划》介绍（一）[J]. 能源与节能. 2017(06)
[9]能源生产和消费革命战略（2016-2030）[J]. 电器工业. 2017(05)
[10]全球2℃温升目标与应对气候变化长期目标的演进——从《联合国气候变化框架公约》到《巴黎协定》[J]. 高云,高翔,张晓华. Engineering. 2017(02)
硕士论文
[1]多联引射增效CO2双温制冷系统实验台设计及性能研究[D]. 余斌.天津商业大学 2019
[2]引射器液体再循环制冷系统性能模拟与实验研究[D]. 张鲁梦.天津商业大学 2019
[3]R1270/CO2超市复叠制冷系统的性能研究[D]. 贾明正.郑州轻工业学院 2018
[4]蒸气喷射准双级压缩制冷系统的实验研究[D]. 巩庆霞.天津商业大学 2017
[5]双级压缩制冷系统的仿真模拟研究[D]. 张守兵.郑州大学 2016
[6]两段式喷嘴引射器及跨临界CO2两相流制冷系统的特性研究[D]. 孟丽丽.天津商业大学 2015
[7]两段式喷嘴引射器性能模拟及系统实验研究[D]. 孔海利.天津商业大学 2014
[8]跨临界CO2两相流引射器性能的数值模拟和实验研究[D]. 任立乾.天津商业大学 2014
[9]跨临界CO2两相流引射制冷系统数值模拟及实验研究[D]. 王冬丽.天津商业大学 2013
[10]二氧化碳压缩/喷射制冷循环模拟[D]. 方冬.南京理工大学 2013
本文编号：3418971
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