混合工质回热式一次节流制冷系统回热器的热力分析
发布时间：2022-02-11 16:57
混合工质回热式一次节流制冷技术已经日渐成熟,在过去的许多年有了极大的进展,采用混合工质回热式一次节流制冷系统与其他形式的制冷系统相比具有一定的优势如:系统结构简单、运行可靠、制造价格低、低温下无运行部件,因此广泛应用在80K-240K的制冷温区内,在生物医疗、军事、能源、超低温冷链、液化天然气等领域发挥着极其重要的作用。对于混合工质节流制冷系统来说,混合工质配比组成及自身的热物性质决定了在此制冷系统中获得所需的目标制冷温度。混合工质单级压缩一次节流制冷系统中回热器作为一件至关重要的制冷部件,其内部的换热温差直接体现了制冷系统的温跨范围,其内部的温度分布和传热特性直接决定了整个节流制冷系统的制冷效率,因此选用选择高效的回热换热器对提高整个制冷系统的热力性能具有巨大的意义。本文搭建了一台小型单级压缩一次节流制冷循环的深冷冰箱,回热器选用盘管式的逆流回热装置。然而,对于混合工质一次节流制冷系统的研究仍在继续,因此本文在对师兄所做的课题的研究基础之上,主要从以下几个方面进行了分析和讨论:（1）总结了国内外各专家学者对于混合工质节流制冷技术和逆流式回热器的相关技术研究进展。（2）搭建了一套深冷混...
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
制冷温度与制冷量相匹配下的制冷机的选择Fig1-1Selectionofrefrigeratorwithmatchingcoolingtemperatureandcooling
系统压力等问题[31-32],推动了混合工质节流制冷技术极大的发展。进入21世纪以来,印度的学者G.Venkatarathnam[33-37]、N.LakshmiNarasimhan[38-39]、P.M.Ardhapurkar[40-44]分别对混合工质的组分比例、充灌量、制冷设备、回热器的传热夹点、系统的热力循环对系统的影响做了许多研究，并发表了相关的学术论文。韩国科学家JisungLee[45-47]等人采用混合工质一次节流这一制冷技术用于对高温超导体的冷却，并对该系统的压缩机做了一定的工作，且推动了这一技术的广泛使用和发展。混合工质节流制冷循环流程的发展可以用图1-3进行表示。图1-3节流制冷循环的发展示意图Fig1-3Developmentofthrottlingrefrigerationcycle与国外的混合工质一次节流制冷技术进行对比，我国在该领域的从事的研究工作比较晚，开始于1994年，以中科院理化研究所的研究最具代表性，发展极其迅速。20世纪90年代中期，以罗二仓、公茂琼[48-53]为代表的中科院理化研究所学者开始对混合工质一次节流制冷系统展开系统的研究，且在这一领域取得了极大的研究成果丰富,并且于2002年与合肥的美菱公司共同成立了中科美菱公司，专门生产制冷温度范围为-86℃~-152℃的深冷保存箱。中科院理化研究所通过采用内复叠节流循环的制冷方式，采用Ne+N2+O2+Ar的混合物作为制冷剂，获取了到目前为止利用这一技术所获取的目标制冷温区的最低制冷温度51K[54]。在2000年以后，中科院理化研究所对混合工质节流制冷系统的研究涉及范围广且更加深入，覆盖到混合工质物性计算、热力性能分析、换热器性能、气液相平衡研究及两相流动相积存等[55-61]，并在2014年出版《深冷混工质节流制冷原理及应用》[4]专著，为我国今后在这一领域的研究与发展提供了借鉴。除了中科院理化研究所以?
第二章低温混合工质回热式制冷系统试验14（a）纯N2（b）N2(30%)/CH4(23%)/C2H6(17%)/C3H8(10%)/iC4H10(20%)图2-1纯工质与混合工质的回热器换热负荷——温度分布图Fig2-1Heatexchangerheatloadofpureworkingmediumandmixedworkingmedium——temperaturedistributiondiagram2.2混合工质回热式一次节流制冷实验系统对于混合工质回热式一次节流制冷系统由制冷系统、测量系统和混合物的充注配制系统三部分组成。混合物的制冷系统由普通商用油润滑压缩机、后冷却器、回热换
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同组分天然气在绕管内流动传热特性数值研究[J]. 王会宾,赵敏,龚毅. 低温与超导. 2017(10)
[2]斯特林制冷机分层回热器优化设计与实验[J]. 黄小兰,蒋珍华,陈曦,夏宇栋,刘少帅,吴亦农. 低温工程. 2014(02)
[3]非共沸混合工质单级压缩回热循环实验研究[J]. 芮胜军,张华,吴裕庆. 制冷学报. 2012(06)
[4]混合工质Linde-Hampson制冷系统的实验研究[J]. 朱军韬,张华. 制冷学报. 2012(02)
[5]混合工质用于单级压缩制冷回热循环的理论研究与分析[J]. 吴裕庆,张华. 低温与超导. 2010(01)
[6]高质量流速下立式螺旋管内汽液两相传热特性研究[J]. 郭萌,赵亮,毛宇飞,甄飞强,张文斌,郭烈锦,彭晓峰. 工程热物理学报. 2008(03)
[7]两相流中相积存造成多元混合制冷剂浓度变化分析[J]. 公茂琼. 制冷学报. 2006(04)
[8]水平管内相积存造成深冷混合工质变浓度分析[J]. 公茂琼. 工程热物理学报. 2006(S1)
[9]30K～60K温区混合工质内复叠节流制冷循环及其实验验证[J]. 罗二仓,公茂琼,周远. 工程热物理学报. 2000(02)
[10]获得低于60K温区的混合物工质内复叠节流制冷机的研究[J]. 罗二仓,公茂琼,周远. 低温工程. 1999(06)
博士论文
[1]低温混合工质在板翅式换热器内的传热特性研究[D]. 李日新.华南理工大学 2018
[2]低温制冷系统混合工质两相流动传热特性及浓度优化研究[D]. 庞伟强.华南理工大学 2016
[3]带两路旁通的三级自动复叠制冷系统实验研究[D]. 芮胜军.上海理工大学 2014
硕士论文
[1]混合工质一次节流制冷循环工质配比优化及试验研究[D]. 刘昊东.天津商业大学 2019
[2]用PR状态方程计算制冷工质的热力学性质及循环性能[D]. 马燕荣.西北工业大学 2003
[3]小型混合工质J-T节流制冷机理论和实验研究[D]. 陈琪.浙江大学 2002
本文编号：3620634
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
制冷温度与制冷量相匹配下的制冷机的选择Fig1-1Selectionofrefrigeratorwithmatchingcoolingtemperatureandcooling
系统压力等问题[31-32],推动了混合工质节流制冷技术极大的发展。进入21世纪以来,印度的学者G.Venkatarathnam[33-37]、N.LakshmiNarasimhan[38-39]、P.M.Ardhapurkar[40-44]分别对混合工质的组分比例、充灌量、制冷设备、回热器的传热夹点、系统的热力循环对系统的影响做了许多研究，并发表了相关的学术论文。韩国科学家JisungLee[45-47]等人采用混合工质一次节流这一制冷技术用于对高温超导体的冷却，并对该系统的压缩机做了一定的工作，且推动了这一技术的广泛使用和发展。混合工质节流制冷循环流程的发展可以用图1-3进行表示。图1-3节流制冷循环的发展示意图Fig1-3Developmentofthrottlingrefrigerationcycle与国外的混合工质一次节流制冷技术进行对比，我国在该领域的从事的研究工作比较晚，开始于1994年，以中科院理化研究所的研究最具代表性，发展极其迅速。20世纪90年代中期，以罗二仓、公茂琼[48-53]为代表的中科院理化研究所学者开始对混合工质一次节流制冷系统展开系统的研究，且在这一领域取得了极大的研究成果丰富,并且于2002年与合肥的美菱公司共同成立了中科美菱公司，专门生产制冷温度范围为-86℃~-152℃的深冷保存箱。中科院理化研究所通过采用内复叠节流循环的制冷方式，采用Ne+N2+O2+Ar的混合物作为制冷剂，获取了到目前为止利用这一技术所获取的目标制冷温区的最低制冷温度51K[54]。在2000年以后，中科院理化研究所对混合工质节流制冷系统的研究涉及范围广且更加深入，覆盖到混合工质物性计算、热力性能分析、换热器性能、气液相平衡研究及两相流动相积存等[55-61]，并在2014年出版《深冷混工质节流制冷原理及应用》[4]专著，为我国今后在这一领域的研究与发展提供了借鉴。除了中科院理化研究所以?
第二章低温混合工质回热式制冷系统试验14（a）纯N2（b）N2(30%)/CH4(23%)/C2H6(17%)/C3H8(10%)/iC4H10(20%)图2-1纯工质与混合工质的回热器换热负荷——温度分布图Fig2-1Heatexchangerheatloadofpureworkingmediumandmixedworkingmedium——temperaturedistributiondiagram2.2混合工质回热式一次节流制冷实验系统对于混合工质回热式一次节流制冷系统由制冷系统、测量系统和混合物的充注配制系统三部分组成。混合物的制冷系统由普通商用油润滑压缩机、后冷却器、回热换
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同组分天然气在绕管内流动传热特性数值研究[J]. 王会宾,赵敏,龚毅. 低温与超导. 2017(10)
[2]斯特林制冷机分层回热器优化设计与实验[J]. 黄小兰,蒋珍华,陈曦,夏宇栋,刘少帅,吴亦农. 低温工程. 2014(02)
[3]非共沸混合工质单级压缩回热循环实验研究[J]. 芮胜军,张华,吴裕庆. 制冷学报. 2012(06)
[4]混合工质Linde-Hampson制冷系统的实验研究[J]. 朱军韬,张华. 制冷学报. 2012(02)
[5]混合工质用于单级压缩制冷回热循环的理论研究与分析[J]. 吴裕庆,张华. 低温与超导. 2010(01)
[6]高质量流速下立式螺旋管内汽液两相传热特性研究[J]. 郭萌,赵亮,毛宇飞,甄飞强,张文斌,郭烈锦,彭晓峰. 工程热物理学报. 2008(03)
[7]两相流中相积存造成多元混合制冷剂浓度变化分析[J]. 公茂琼. 制冷学报. 2006(04)
[8]水平管内相积存造成深冷混合工质变浓度分析[J]. 公茂琼. 工程热物理学报. 2006(S1)
[9]30K～60K温区混合工质内复叠节流制冷循环及其实验验证[J]. 罗二仓,公茂琼,周远. 工程热物理学报. 2000(02)
[10]获得低于60K温区的混合物工质内复叠节流制冷机的研究[J]. 罗二仓,公茂琼,周远. 低温工程. 1999(06)
博士论文
[1]低温混合工质在板翅式换热器内的传热特性研究[D]. 李日新.华南理工大学 2018
[2]低温制冷系统混合工质两相流动传热特性及浓度优化研究[D]. 庞伟强.华南理工大学 2016
[3]带两路旁通的三级自动复叠制冷系统实验研究[D]. 芮胜军.上海理工大学 2014
硕士论文
[1]混合工质一次节流制冷循环工质配比优化及试验研究[D]. 刘昊东.天津商业大学 2019
[2]用PR状态方程计算制冷工质的热力学性质及循环性能[D]. 马燕荣.西北工业大学 2003
[3]小型混合工质J-T节流制冷机理论和实验研究[D]. 陈琪.浙江大学 2002
本文编号：3620634
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