跨临界喷射冷循环能研究.pdfVIP

跨临界C02喷射制冷循环的性能研究 摘要 随着传统制冷剂对臭氧层破坏的日益加剧，环境友好型的自然工质C02 在制冷领域的应用重新回到人们的视野。跨临界C02喷射制冷循环作为一 种有效的节能技术，引起了各国学者的关注和研究。 目前，关于C02制冷方面的研究多集中在热泵热水器领域，而对于跨 临界C02喷射制冷循环的能炯分析还不够完善；此外，缩放喷嘴是喷射器 的关键部分，它能通过影响喷射器的效率而对循环性能产生重要作用，而 当前对缩放喷嘴内C02两相流动的研究还很少。为此，本文在对喷射器内 的混合流动进行分析的基础上，新定义了压力系数来评价喷射器扩压段的 升压性能，以此对跨临界C02喷射制冷循环的P．h图进行了改进并建立数 学模型，对跨临界C02喷射制冷循环进行了热力学理论分析。研究了变工 况参数对系统性能的影响以及系统及各部件的焖损。随后，基于延迟平衡 理论建立了喷射器缩放喷嘴内的跨临界C02两相流动的计算模型，考察了 缩放喷嘴内的压力分布情况，并对平衡激波进行了探究。主要结论如下： 1、变工况参数对循环性能的影响：随压力系数的增大，系统性能系数 COP、喷射器的增压比和效率等逐渐增大，压缩机的压缩比则减小，喷射 系数基本不变；当冷却器工作压力在8MPa到9．5MPa的低压区段增大时， 喷射系数、喷射器效率和COP快速增大，而且COP将达到最大值，在大于 9．5MPa的高压区段，喷射系数和喷射器效率基本不变，COP则逐渐减小。 随冷却器出口温度的增大，喷射系数、COP和喷射器效率均有所降低，但 万方数据 COP最大值对应的压力却升高。随蒸发温度的增大，喷射系数和COP逐渐 增大，喷射器效率则有所减小， 而COP最大值对应的压力基本不变。 2、炯分析的主要结论：压力系数和冷却器出口温度的变化主要对喷射 器的炯损系数有影响较大，对其它参数影响不明显；随蒸发温度的增大， 冷却器和蒸发器的烟效率明显增大，同时提高了系统的炯效率；随冷却器 工作压力的增大，冷却器的炯效率大幅降低，而喷射器的炯损失逐渐减少， 系统的炯损系数在约8．4MPa时有最小值。 3、喷射器缩放喷嘴内的数值分析：通过对比发现压力分布的模拟曲线 与相关文献实验数据的趋势比较一致，验证了所建数学模型具有一定可行 性；可以得出在进口状态一定时，喷嘴出口压力随扩张角的增大而减小， 且当扩张角达到一定值后，临近喷嘴出口的扩张段的压力基本不变。对扩 张段平衡激波的分析得出，随缩放喷嘴扩张段长度的减小，平衡激波高压 侧压力升高，激波强度变大，导致流动损失增大。因此，为了设计性能较 高的C02喷射器，要尽可能避免喷嘴内产生激波，所以要合理设计缩放喷 嘴的扩压段长度和扩张角的大小。 本文的工作丰富了跨临界C02喷射制冷循环的理论研究内容，对该循 环的应用有一定程度的指导意义。 关键词：喷射制冷压力系数 二氧化碳平衡激波变工况参数跨临 界循环 万方数据 PERFoRⅣⅢCE RESEARCHON C02EJECTORREFRIGERATIoNCYCLE ABSTRACT Astheozone is traditional by layerdestroyedincreasinglyaggravation to natural C02comesback refrigerants，theenvironment-friendlyrefrigerant horizonin fields．Asaneffective people’S refrigeration energy-savingtechnology, trans—criticalection