复叠式制冷系统中重力沉降式气液分离器仿真及系统优化

发布时间：2017-08-01 05:30

  本文关键词：复叠式制冷系统中重力沉降式气液分离器仿真及系统优化

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【摘要】：自动复叠制冷是低温装置制冷的一种有效方法。本文研究的三元非共沸混合工质低温装置采用单机压缩机驱动,利用三元混合工质作为制冷剂。它利用混合制冷剂各组元的沸点不同,通过一系列装置的传热、传质交换进行气液分离,得到液态低温组元从而达到用一台单级压缩机制取较低蒸发温度的目的。其中混合制冷剂为R22/R23/R14,本文通过理论分析、模拟仿真、模拟结果分析,实验验证等对混合工质在低温区-100℃左右的热力性质进行探讨,分析在低温情况下影响复叠式制冷系统效率的因素。研究主要内容有以下几方面：1.介绍复叠式制冷系统应用领域及国内外发展情况,并指出自动复叠式制冷系统在低温制冷机组中的研究价值与趋势。2.理论分析影响复叠制冷系统的主要因素,其中通过查阅文献可知混合制冷剂的配比以及分离对系统的影响相对较大,继而有介绍了影响制冷剂分离的因素。3.对气液分离器建立数学模型,通过计算机仿真对气液分离器进行模拟,确定影响气液分离器分离效率的原因并进行改进。4.将设计好的气液分离器进行试验检测与改进前的气液分离器做对比试验。5.对制冷系统中分离效率有影响的因素进行分析,通过实验进一步确定更合理的匹配方案。6.进一步分析复叠式制冷系统中可改进和研究的方向。本文主要从模拟和实验的层面出发,对复叠式制冷系统中的重力沉降式气液分离器进行模拟,分析影响气液分离器分离效率的因素并通过改变已有气液分离器中的伞形罩结构提高分离效果,除此之外本文对影响制冷剂分离的其他影响因素通过实验进行研究分析,最终寻找最优的搭配方法提高制冷系统的能效比。
【关键词】：气液分离器 模拟仿真 影响因素 COP值
【学位授予单位】：哈尔滨商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB657
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 课题背景11
• 1.2 研究的目及意义11-12
• 1.3 课题研究的现状12-15
• 1.3.1 复叠制冷循环简述12
• 1.3.2 传统复叠制冷循环12-13
• 1.3.3 自动复叠式制冷循环13-15
• 1.4 本文研究工作15-16
• 2 复叠式制冷系统制冷效果的影响因素分析16-25
• 2.1 制冷系统循环流程介绍16-17
• 2.2 循环过程制冷效率的影响因素分析17-20
• 2.2.1 COP求解介绍17-18
• 2.2.2 制冷循环系统中COP的影响因素18-20
• 2.3 重力沉降式气液分离器原理及设计20-24
• 2.3.1 液滴在重力场中的的动力学分析20-21
• 2.3.2 分离粒径范围分析21-23
• 2.3.3 重力沉降式分离器的设计方法23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 重力沉降式气液分离器的CFD模拟25-39
• 3.1 计算模型介绍25-26
• 3.1.1 多相流模型介绍25-26
• 3.1.2 DPM模型介绍26
• 3.2 网格划分26-28
• 3.3 多相流计算的模拟方法28-30
• 3.3.1 采用混合模型对重力沉降式气液分离器进行仿真28-29
• 3.3.2 气液两相流场的结果及分析29-30
• 3.4 气液分离器DPM模拟及分析30-38
• 3.4.1 气体单相流场的数值模拟30-32
• 3.4.2 重力沉降式气液分离器分离效率计算32
• 3.4.3 重力沉降式气液分离器DPM模拟结果分析32-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 实验装置及准备39-45
• 4.1 实验设备介绍39
• 4.2 分离器的设计39-41
• 4.3 低温箱体的设计41-43
• 4.4 节流机构的选型43
• 4.5 实验准备43-44
• 4.5.1 润滑油的选定43
• 4.5.2 实验装置气密性检测43-44
• 4.5.3 混合制冷剂的充注44
• 4.5.4 管路保温处理44
• 4.6 本章小结44-45
• 5 三元非共沸低温装置改进及数据分析45-53
• 5.1 加入伞形罩对复叠式制冷系统影响的实验45-48
• 5.2 热力膨胀阀的开度对复叠式制冷系统的影响48-50
• 5.3 流量对制冷系统的影响50-52
• 5.4 本章小结52-53
• 结论53-55
• 参考文献55-58
• 攻读学位期间发表的学术论文58-59
• 致谢59

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本文编号：602746