亚临界CO 2 低温复叠循环冻藏装备的性能研究

发布时间：2024-01-05 19:01

　　农业产业化的发展,加快了冷冻冷藏行业的迅猛发展,冷库作为冷链物流中的起始环节,对食物的贮藏品质有着直接影响。在我国,大部分冷库建于改革开放初期,制冷机组老化,制冷效果差,耗能较大的问题普遍存在。近年来,环境保护和节能减排成为制冷行业发展的大方向,冷库制冷系统面临更新换代;目前我国CO₂冷库发展迅猛,CO₂复叠式制冷系统可以提供-40℃的温度贮藏食品,适用于大部分的冷藏库尤其是低温库,不仅能够有效节约能源,而且更加环保。本文主要通过热力学分析、数值模拟和实验研究三种方法对亚临界CO₂低温复叠循环冻藏装备进行性能研究。建立热力学分析模型对三种不同的使用CO₂自然工质的低温复叠式制冷系统进行性能比较,分析中间冷凝温度、蒸发温度等参数对于系统COP、功耗、?损、?效率和换热器面积的影响;运用CFD仿真软件建立冷库三维模型,分析冷库正常工作下的温度分布和速度分布,通过研究得出复叠式制冷系统应用于低温冻结库中的可行性;并针对冷库内部的结霜现象,提出一种双冷风机交替运行的热气融霜方法,通过之前建立的冷库模型,研究...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 复叠式制冷系统研究现状
    1.3 冷藏库研究现状
        1.3.1 CFD在冷库仿真中的应用
        1.3.2 除霜系统的研究
    1.4 课题的主要研究内容
第二章 亚临界CO₂复叠制冷循环热力学分析比较
    2.1 亚临界CO₂复叠制冷循环
        2.1.1 循环原理介绍
        2.1.2 制冷剂对比介绍
    2.2 热力学分析模型
        2.2.1 模型简化和假设
        2.2.2 理论计算条件
    2.3 热力学分析结果
        2.3.1 系统最佳中间冷凝温度
        2.3.2 系统COP对比分析
        2.3.3 压缩机排气温度对比分析
        2.3.4 系统功耗和?损分析
        2.3.5 系统换热面积分析
    2.4 本章小结
第三章 小型冷库的数值模拟研究
    3.1 冷库建筑物概述
        3.1.1 冷库定义及分类
        3.1.2 冷库冷却方法
    3.2 数值模拟研究概述
        3.2.1 计算流体动力学
        3.2.2 CFD求解问题的过程
        3.2.3 CFD数值模拟离散方法和分类
    3.3 冷库数学物理模型的建立
        3.3.1 物理模型
        3.3.2 数学模型
        3.3.3 冷库计算的边界条件
        3.3.4 模拟求解算法
    3.4 模拟结果分析
    3.5 本章小结
第四章 冷库除霜过程的数值模拟研究
    4.1 除霜过程概述
    4.2 冷库除霜模型
        4.2.1 冷库除霜系统
        4.2.2 物理模型
        4.2.3 模拟方法
    4.3 模拟结果分析
    4.4 本章小结
第五章 亚临界CO₂低温复叠循环冻藏装备的实验研究
    5.1 实验系统设计
        5.1.1 系统工况参数
        5.1.2 制冷剂选择
        5.1.3 实验台装置循环图
        5.1.4 实验台冷库设计
    5.2 实验系统设备选型
        5.2.1 压缩机选型
        5.2.2 换热器选型
        5.2.3 节流机构选型
        5.2.4 辅助设备选型
    5.3 实验台数据采集系统
        5.3.1 制冷系统数据采集
        5.3.2 冷库数据采集
    5.4 实验系统结构
    5.5 实验目的及内容
        5.5.1 实验目的
        5.5.2 实验内容
        5.5.3 实验步骤
    5.6 实验结果及分析
        5.6.1 系统工况对COP的影响
        5.6.2 系统性能参数分析
        5.6.3 除霜过程系统性能分析
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
发表论文成果及参与科研项目
致谢



本文编号：3877151