重力再循环冷风机的结构与性能研究

发布时间：2017-06-08 23:00

  本文关键词：重力再循环冷风机的结构与性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：重力再循环制冷系统蒸发器是通过热虹吸作用实现超倍供液的,超倍供液可以提高制冷剂在蒸发器内的流速以及蒸发器制冷剂侧的“润湿度”,从而提高蒸发器的换热系数。在重力再循环制冷系统中,对于给定结构的蒸发器来说,其换热效率是由蒸发器的再循环量决定的,再循环量则与制冷剂种类、蒸发温度、供液压头以及制冷剂管传入热量(热虹吸动力)等有关。本课题重点研究不同制冷温度对应循环倍率下蒸发器制冷剂管流路流程布置对制冷剂管传入热量的影响。本课题针对重力再循环供液蒸发器内制冷剂形成再循环的特性,利用阻力平衡关系对重力供液制冷系统进行了两相流分析,建立了重力供液蒸发器的传热模型。分别对顺排的蒸发器①和叉排的蒸发器②进行了流程优化,通过理论计算对不同供液高度进行了对比,得出了最佳供液高度,在此供液高度下搭建了重力再循环供液制冷系统实验台,对两种蒸发器优化前后进行了实验研究。通过模型计算结果表明,流程布置对再循环蒸发器性能有很大的影响,流程优化前的蒸发器每个制冷剂回路接触的换热空气温度在空气流动方向上是不断降低的,也就是按1~4列的前后关系第一列所接触的空气温度最高,2、3、4列依次降低,第4列所接触的空气温度最低。当认为蒸发温度相同时,四列管组分配到的温差分别为(t1-t0)、3(t1-t2)/4-t01、2(t1-t2)/4-t01、(t1-t2)/4-t01,平均传热温差为(10t1-6t2-7t01);而优化后的蒸发器从增大蒸发器制冷量的角度出发,在保证蒸发器四个并联支路蒸发管长度相同和各支路串联管路保持完全上行的基础上,使得每个支路接触空气的平均温度都是(t1-t2)/4-t02,就能保证并联四个支路制冷剂侧有相同的n值和相同的Δt,并且将优化前的蒸发器传热温差△t1与优化前后蒸发器传热温差△t2相比,显然比值是大于1的,也就是优化前蒸发器的蒸发温度低于优化后的蒸发器。搭建重力再循环系统试验台对设计出的蒸发器进行实验研究,研究结果表明,经过优化的蒸发器具有更高的单位面积换热量。对于蒸发器①来说,在库内温度为-25℃和-20℃时,其制冷量增大60.3%和44.1%、COP增大16.67%、11.49%。通过蒸发器②的实验进一步验证了本次流路优化在叉排的蒸发器上也有很好的效果,其中优化后蒸发器②的换热系数K比优化前的提高15.57%~22.77%,比在直接膨胀供液系统中的换热系数提高了86.59%~138.22%,制冷量和COP分别最高提高了21.24%和55.49%。
【关键词】：重力供液 蒸发器流路 蒸发器性能 再循环蒸发器
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB65
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-27
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 课题的研究进展10-26
• 1.2.1 重力供液再循环制冷系统的研究进展10-17
• 1.2.2 换热器流程布置的研究现状17-26
• 1.3 选题意义26
• 1.4 研究内容26-27
• 第二章 再循环冷风机流程布置的创新性设计27-31
• 2.1 再循环冷风机的简介27-28
• 2.2 再循环冷风机流程布置的设计思路28
• 2.3 再循环冷风机流程布置的创新性设计28-31
• 第三章 重力供液蒸发器的数学模型及设计计算31-45
• 3.1 再循环蒸发器数学模型的建立思路及假设31
• 3.2 制冷剂和湿空气的物性参数计算31-42
• 3.2.1 制冷剂的热物性参数计算32-33
• 3.2.2 湿空气的热物性参数计算33-36
• 3.2.3 析湿系数的计算36
• 3.2.4 再循环蒸发器换热特性的计算36-41
• 3.2.5 对数平均换热温差41
• 3.2.6 再循环蒸发器结构参数41-42
• 3.3 制冷剂侧的压降及形成再循环的阻力平衡关系42-43
• 3.3.1 制冷剂侧压降42-43
• 3.3.2 再循环蒸发器内阻力关系43
• 3.4 再循环蒸发器设计程序43-45
• 第四章 重力再循环制冷系统冷风机的实验装置及方法45-55
• 4.1 重力供液再循环制冷系统基本原理45
• 4.2 重力供液再循环制冷系统试验装置的介绍45-49
• 4.3 制冷系统的测量及控制方法49-53
• 4.3.1 制冷系统的控制系统49-51
• 4.3.2 实验测量装置布置51-53
• 4.4 实验方案53-55
• 第五章 重力再循环制冷系统冷风机的实验研究55-65
• 5.1 漏冷实验55
• 5.2 实验数据及分析55-61
• 5.2.1 再循环蒸发器①优化前后的实验数据对比55-58
• 5.2.2 再循环蒸发器②优化前后的实验数据对比58-61
• 5.3 理论计算结果及分析61-65
• 5.3.1 不同供液高度对再循环蒸发器性能的影响计算61-63
• 5.3.2 实验值与理论计算值的比较63-65
• 第六章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 发表论文及参加科研情况说明71-73
• 致谢73-74

【参考文献】

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本文编号：433875