低溫空氣制冷速凍系統穩態性能的仿真與實驗研究

基多体育大学:低溫空氣制冷速凍系統穩態性能的仿真與實驗研究

作者:師大云端圖書館 時間:2019-05-23 分類:碩士論文 喜歡:2427
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体育彩票七位数17174 www.wivca.icu 【摘要】雙級壓縮正升壓空氣制冷循環采用空氣作為制冷劑,利用同軸離心壓氣機回收渦輪的膨脹功來對壓縮空氣進行二級壓縮,提高了系統工作壓力范圍和透平膨脹機的膨脹比,從而增大了單位制冷量。對于空氣制冷系統而言,空氣中水蒸氣的含量對其性能影響極大,因此對降低系統空氣含濕量進行研究具有重要的理論及實際意義。本文在原低溫空氣制冷速凍系統中增加高效板翅式換熱器和水分離器,用回熱器冷卻系統進口空氣至露點以下,并通過水分離器將冷凝水分離排出。首先,在對原低溫空氣制冷速凍系統實驗臺分析的基礎上,采用集總參數法建立系統主要部件的穩態數學模型,根據各部件之間的關系,建立了低溫空氣制冷速凍系統的數學模型,并借助EES軟件編制了系統的仿真程序。利用仿真程序分別對不同循環流程的空氣制冷系統性能進行了仿真研究,分析了對渦輪進口含濕量和渦輪中水蒸氣冷凝量的影響因素和各部件對系統性能的影響。對仿真結果的分析表明,改進系統流程的空氣制冷系統的除濕性能達到了預期。其次,對原低溫空氣制冷速凍實驗臺進行改進,并在改進后的實驗臺上,首先對系統主要部件的性能進行測試,然后分別在不同的壓氣機進口壓力、環境溫度和散熱器冷邊風量條件下對不同循環流程的空氣制冷系統的性能進行測試,最后分析測試結果,并和仿真結果進行比較,所得如下結論:(1)仿真和實驗結果表明壓氣機進口壓力的升高對渦輪進口空氣含濕量的影響很小,但渦輪中水蒸氣的冷凝量隨著壓氣機進口壓力的升高而增加,且無回熱工況條件下的增加幅度大于有回熱工況;(2)系統中增加回熱器2后渦輪進口空氣含濕量有了顯著降低,仿真結果顯示,系統的除濕效率最大可達約47.6%,而系統除濕效率的實驗值稍小,約為30%;同時,回熱器的增加提高了系統制冷量,改善了系統COP,仿真結果表明,在壓氣機進口壓力為200kPa時,系統增加回熱器1和2后,系統COP提高了約48%;(3)實驗結果表明,隨著傳熱單元數的增加,順流式回熱器1的換熱效率逐漸增大,在傳熱單元數增至1.57時其換熱效率實驗值最大為0.509,與仿真結果相符;對逆流式回熱器的仿真結果顯示,改變回熱器1為逆流式可顯著增大其換熱效率,且逆流式回熱器的換熱效率最大值為0.72;(4)仿真結果顯示:系統進口含濕量和渦輪進口含濕量都隨著系統進口壓力的升高而減少,其中系統進口含濕量的變化較大,同時系統性能也隨之惡化;渦輪進口含濕量和渦輪中水蒸氣的冷凝量都隨著系統制冷溫度和散熱器熱邊出口溫度的增加而增大;(5)部件效率對系統性能影響的仿真結果顯示:提高各部件效率均可增大系統制冷量,改善系統COP,其中渦輪等熵效率對系統COP的影響最大;其它部件效率對系統COP的影響依次是:散熱器換熱效率、壓氣機等熵效率、回熱器1換熱效率及回熱器2換熱效率。
【作者】趙碩;
【導師】郭憲民;
【作者基本信息】天津商業大學,制冷及低溫工程,2013,碩士
【關鍵詞】空氣制冷系統;升壓式渦輪膨脹機;系統除濕性能;系統性能;

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