氨水吸收式制冷实验与仿真研究
发布时间：2021-11-25 13:37
随着节能减排政策的实施和氟利昂类制冷剂的禁用,吸收式制冷机组的独特优势逐渐显现出来。该制冷机组可以吸收烟气余热等低品位能源来进行制冷,提高能源利用率。此外,制冷工质对具有绿色和无污染的优点。在各类吸收式制冷机组中,氨水制冷机组的制冷温度可达到-60°C,但该机组具有设备繁杂、占地面积大和COP低的缺点,如何克服这些缺点成为亟待解决的问题。本文首先对Schulz氨水体系状态方程进行求解,并利用Matlab软件进行编程。该程序可计算氨水体系的状态参数（熵、焓、比容）和相平衡状态的参数。根据不同的求解条件,共编写出11种计算程序,并将程序编写为计算界面,便于快速计算不同状态的氨水体系状态参数。研究表明程序计算结果较为准确,为建立精馏塔模型和制冷系统模型奠定基础。根据精馏原理,并引入气相塔板效率EMV,建立非平衡级精馏塔数学模型。考虑精馏效果对整个制冷循环的影响,将精馏塔计算程序编入氨水吸收式制冷系统数学模型之中。该制冷系统模型用于计算各点的状态参数、设备热负荷和COP（ECOP）,并与3kW制冷量的单级氨水吸收制冷系统的状态参数进行对比。从能量的“数量”和“质量”两方面,阐述了冷却水温度、制...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氨水吸收式制冷循环流程图
青岛科技大学研究生学位论文13表2-2氨水体系状态参数计算程序Table2-2Calculationprogramforstateparametersofammonia-watersystem程序名称输入参数输出参数功能种类T_NH3pT由氨的压力计算氨的温度纯组分P_NH3Tp由氨的温度计算氨的压力T_H2OpT由水的压力计算水的温度P_H2OTp由水的温度计算水的压力LIQT、p、xhl、sl、vl由温度、压力和x求液相的焓、熵、比容纯组分/混GAST、p、yhg、sg、vg合物由温度、压力和y求气相的焓、熵、比容XYT、px、y由相平衡时温度和压力求x、y混合物TYp、xT、y由相平衡时压力和x求温度和yPYT、xp、y由相平衡时温度和x求压力和yTXp、yT、x由相平衡时压力和y求温度和xPXT、yp、x由相平衡时温度和y求压力和x注：为了便于验证和统一单位，x和y为氨在液相和气相质量分数，在计算中注意转换单位。图2-1计算程序界面Fig.2-1Calculationprograminterface
氨水吸收式制冷实验与仿真研究14图2-2纯组分和混合物的状态参数计算流程Fig.2-2Calculationflowchartofstateparametersofpurecomponentsandmixtures2.3.2计算结果对比及分析本文将纯氨和氨水溶液的状态参数计算值与文献数据[41,42]进行对比。发现计算得出的基准值（0°C时的状态参数）与文献中的基准值不一样，并对状态参数进行修正。表2-3所得的数值进行了同步修正，液相焓值加180.35，气相焓值加177.21，液相熵值加1.43，气相熵值加1.41。表2-3结果表明，在-30°C~40°C范围内，纯氨的饱和压力的最大绝对误差为0.0017MPa，最大相对误差为1.03%。液相和气相焓值的最大绝对误差为0.27kJ/kg和1.4kJ/kg，其最大相对误差为0.54%和0.10%。液相和气相熵值的最大绝对误差为0.002kJ/(kgK)和0.015kJ/(kgK)，其最大相对误差1.25%和0.28%。液相和气相比容的最大绝对误差为0.16×10-4m3/kg和0.011m3/kg，最大相对误差为0.93%和1.18%。以上表明该程序可准确计算纯氨的状态参数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于镧锶锰氧化物基阴极的中温固体氧化物燃料电池的性能优化研究[J]. 王敏,于吉,赵爽,田宁. 可再生能源. 2020(03)
[2]PEMFC性能研究与仿真[J]. 熊树生,吴占宽,吴润泽,章晓轩. 现代机械. 2019(06)
[3]燃料电池的研究现状及进展[J]. 温术来. 现代化工. 2019(07)
[4]吸收式制冷(热泵)循环流程研究进展[J]. 陈光明,石玉琦. 制冷学报. 2017(04)
[5]氨水吸收式制冷系统中精馏塔性能模拟与分析[J]. 刘腾,杜垲,鲁洁明,陈谢磊. 制冷技术. 2016(04)
[6]吸收式制冷工质对的研究进展[J]. 卞宜峰,何国庚,蔡德华,肖如熙,张奥妮. 制冷学报. 2015(06)
[7]热电比对天然气冷热电联产系统节能性影响[J]. 刘胤. 民营科技. 2014(09)
[8]2种精馏塔对氨水吸收式制冷机性能的影响[J]. 翁晶凯,柳建华,张良,陆至羚,张瑞. 化学工程. 2014(06)
[9]低品位余热氨水吸收式制冷机理论与实验研究[J]. 陈光,董璐,郑鑫,李智虎. 低温与超导. 2014(04)
[10]氨水吸收式制冷机精馏过程液泛工况实验研究[J]. 周日海,柳建华,张良,陈小砖. 低温与超导. 2012(03)
硕士论文
[1]增压型三效溴化锂吸收式制冷循环的性能研究[D]. 胡磊.东南大学 2018
[2]氨精馏纯度影响因素及其对氨水吸收式制冷系统影响的研究[D]. 孙淑娟.东南大学 2018
[3]基于SOFC/氨吸收式制冷机的冷热电联供系统的特性仿真研究[D]. 袁超.山东大学 2018
[4]高效氨水吸收式制冷系统的理论研究及应用[D]. 刘进阳.广西大学 2017
[5]磷酸燃料电池-吸收式制冷机混合系统性能分析与生态学优化[D]. 殷书林.东华大学 2017
[6]磷酸燃料电池与吸收式制冷机复合系统性能优化分析[D]. 孔德盟.东华大学 2017
[7]氨水吸收式制冷精馏塔模拟计算与动态分析[D]. 刘腾.东南大学 2016
[8]氨水吸收式制冷系统的模拟[D]. 李奕辰.重庆大学 2016
[9]高温质子交换膜燃料电池实验和启动仿真研究[D]. 黄浩.天津大学 2016
[10]工业余热氨水吸收式制冷系统仿真优化[D]. 栗鹏飞.陕西理工学院 2015
本文编号：3518250
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氨水吸收式制冷循环流程图
青岛科技大学研究生学位论文13表2-2氨水体系状态参数计算程序Table2-2Calculationprogramforstateparametersofammonia-watersystem程序名称输入参数输出参数功能种类T_NH3pT由氨的压力计算氨的温度纯组分P_NH3Tp由氨的温度计算氨的压力T_H2OpT由水的压力计算水的温度P_H2OTp由水的温度计算水的压力LIQT、p、xhl、sl、vl由温度、压力和x求液相的焓、熵、比容纯组分/混GAST、p、yhg、sg、vg合物由温度、压力和y求气相的焓、熵、比容XYT、px、y由相平衡时温度和压力求x、y混合物TYp、xT、y由相平衡时压力和x求温度和yPYT、xp、y由相平衡时温度和x求压力和yTXp、yT、x由相平衡时压力和y求温度和xPXT、yp、x由相平衡时温度和y求压力和x注：为了便于验证和统一单位，x和y为氨在液相和气相质量分数，在计算中注意转换单位。图2-1计算程序界面Fig.2-1Calculationprograminterface
氨水吸收式制冷实验与仿真研究14图2-2纯组分和混合物的状态参数计算流程Fig.2-2Calculationflowchartofstateparametersofpurecomponentsandmixtures2.3.2计算结果对比及分析本文将纯氨和氨水溶液的状态参数计算值与文献数据[41,42]进行对比。发现计算得出的基准值（0°C时的状态参数）与文献中的基准值不一样，并对状态参数进行修正。表2-3所得的数值进行了同步修正，液相焓值加180.35，气相焓值加177.21，液相熵值加1.43，气相熵值加1.41。表2-3结果表明，在-30°C~40°C范围内，纯氨的饱和压力的最大绝对误差为0.0017MPa，最大相对误差为1.03%。液相和气相焓值的最大绝对误差为0.27kJ/kg和1.4kJ/kg，其最大相对误差为0.54%和0.10%。液相和气相熵值的最大绝对误差为0.002kJ/(kgK)和0.015kJ/(kgK)，其最大相对误差1.25%和0.28%。液相和气相比容的最大绝对误差为0.16×10-4m3/kg和0.011m3/kg，最大相对误差为0.93%和1.18%。以上表明该程序可准确计算纯氨的状态参数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于镧锶锰氧化物基阴极的中温固体氧化物燃料电池的性能优化研究[J]. 王敏,于吉,赵爽,田宁. 可再生能源. 2020(03)
[2]PEMFC性能研究与仿真[J]. 熊树生,吴占宽,吴润泽,章晓轩. 现代机械. 2019(06)
[3]燃料电池的研究现状及进展[J]. 温术来. 现代化工. 2019(07)
[4]吸收式制冷(热泵)循环流程研究进展[J]. 陈光明,石玉琦. 制冷学报. 2017(04)
[5]氨水吸收式制冷系统中精馏塔性能模拟与分析[J]. 刘腾,杜垲,鲁洁明,陈谢磊. 制冷技术. 2016(04)
[6]吸收式制冷工质对的研究进展[J]. 卞宜峰,何国庚,蔡德华,肖如熙,张奥妮. 制冷学报. 2015(06)
[7]热电比对天然气冷热电联产系统节能性影响[J]. 刘胤. 民营科技. 2014(09)
[8]2种精馏塔对氨水吸收式制冷机性能的影响[J]. 翁晶凯,柳建华,张良,陆至羚,张瑞. 化学工程. 2014(06)
[9]低品位余热氨水吸收式制冷机理论与实验研究[J]. 陈光,董璐,郑鑫,李智虎. 低温与超导. 2014(04)
[10]氨水吸收式制冷机精馏过程液泛工况实验研究[J]. 周日海,柳建华,张良,陈小砖. 低温与超导. 2012(03)
硕士论文
[1]增压型三效溴化锂吸收式制冷循环的性能研究[D]. 胡磊.东南大学 2018
[2]氨精馏纯度影响因素及其对氨水吸收式制冷系统影响的研究[D]. 孙淑娟.东南大学 2018
[3]基于SOFC/氨吸收式制冷机的冷热电联供系统的特性仿真研究[D]. 袁超.山东大学 2018
[4]高效氨水吸收式制冷系统的理论研究及应用[D]. 刘进阳.广西大学 2017
[5]磷酸燃料电池-吸收式制冷机混合系统性能分析与生态学优化[D]. 殷书林.东华大学 2017
[6]磷酸燃料电池与吸收式制冷机复合系统性能优化分析[D]. 孔德盟.东华大学 2017
[7]氨水吸收式制冷精馏塔模拟计算与动态分析[D]. 刘腾.东南大学 2016
[8]氨水吸收式制冷系统的模拟[D]. 李奕辰.重庆大学 2016
[9]高温质子交换膜燃料电池实验和启动仿真研究[D]. 黄浩.天津大学 2016
[10]工业余热氨水吸收式制冷系统仿真优化[D]. 栗鹏飞.陕西理工学院 2015
本文编号：3518250
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