过冷度对喷嘴效率影响的测试研究

为研究流体过冷度对喷嘴工作性能的影响,研制了两相流体混合速度的测试装置.基于动量定理,测定两相流体的质量流量和冲击力,从而得到质量平均的流体混合速度.利用R410A制冷系统实验台,实验研究了制冷剂过冷度对喷嘴出口流体混合速度及喷嘴能量转化效率的影响.实验表明:随着入口制冷剂过冷度的提高,喷嘴的通过质量流量逐渐增加;同时,制冷剂过冷度的提高使喷嘴出口流体混合速度及喷嘴转化效率明显下降;在实验工况下,喷嘴进口为饱和制冷剂时,2#喷嘴出口制冷剂混合速度达到了94.1 m/s,喷嘴转化效率为64.1%;当制冷剂过冷度由饱和状态增至11℃时,2#喷嘴出口流体的混合速度降低35.7%,喷嘴转化效率降低33.9%.     

R600a/CO2一级分凝和二级分凝自复叠制冷循环的性能研究

基于天然工质应用于自复叠制冷循环的研究，对一级分凝和二级分凝自复叠制冷循环进行了理论分析，讨论了使用天然工质R600a／CO2作为非共沸制冷剂时制冷剂的配比、冷凝温度、蒸发温度和冷凝蒸发器冷凝侧出口过冷度对2种循环系统性能的影响．结果表明：2种循环均存在最佳的制冷剂配比，其中二级分凝循环还存在最佳中间温度；在一定的冷凝温度和蒸发温度下，二级分凝自复叠制冷循环与一级分凝自复叠制冷循环相比，性能系数大，单位质量制冷量大，压力比高；随着冷凝温度和蒸发温度的升高，二级分凝循环的性能系数提高得更多．     

空调机组制冷变工况运行特性研究

以送风式空调的制冷工况为研究对象,通过理论分析和试验测试的方法,分析了该空调在室内环境湿度和风量发生变化时,机组蒸发压力、冷凝压力、过热度、过冷度、吸气比容和制冷剂循环流量的变化特性.研究结果表明:当蒸发器负荷减小时,蒸发压力降低的幅度大于冷凝压力降低的幅度,输气系数减小;吸气比容增加,制冷剂循环流量减小,系统的制冷能力降低.     

R134a和R407c对热泵空调系统性能的影响

为了比较R134a和R407c两种制冷剂对热泵空调系统性能的影响,对热泵空调系统分别充注以上两种制冷剂,在焓差实验室分别测试它们在蒸发温度(-25~15℃)、冷凝温度(30~70℃)下的排气温度、制冷量、制热量、输入功率和COP。通过试验结果分析得出:蒸发温度对制冷量和制热量的影响大,冷凝温度对压缩机输入功率影响大;空调冬季供热时,R407c的平均COP比R134a高27.6%;空调夏季制冷时,R134a的平均COP比R407c高4.3%。因此,空调系统在低温环境运行时应选择R407c,而空调系统在高温环境运行时则选择R134a。     

R448A和R455A在复叠制冷系统中替代R404A的性能分析

现阶段广泛使用的R404A制冷剂的GWP值（全球变暖潜能值）较高、对环境不友好,为了探究GWP值较低的新型替代制冷剂对制冷系统性能的影响,本文建立了复叠制冷系统的热力学模型,研究了R455A和R448A制冷剂在不同工况下的性能表现,并从低温级蒸发温度、高温级冷凝温度、中间温度,以及高、低温级过冷度等方面与R404A系统进行对比分析。结果表明,在不同工况下,R455A/R23系统的COP（制冷系数）始终最高,R404A/R23系统的COP最小。在相同蒸发温度下,R455A/R23和R448A/R23系统的最佳中间温度低于R404A/R23系统,最佳COP分别比R404A/R23系统高6.77%,5.25%。另外,高温级过冷度增加会使系统COP增大,其中,R404A/R23系统COP的增加幅度最大,R448A/R23系统COP的增加幅度最小,而低温级过冷度的增加则会使系统性能下降。     

含油制冷剂在小管径换热管内流动沸腾换热特性实验研究

对含油制冷剂在6.34和2.50 mm换热管内的流动沸腾换热特性进行了实验研究,测试质量流率为200~400 kg/(m2.s),热流密度为3.2~14 kW/m2,蒸发温度为5°C,进口干度为0.1~0.8,干度变化0.1~0.2,平均油质量分数为0~0.05.定量分析了不同质量流率和干度时,润滑油对制冷剂在小管径换热管内流动沸腾换热的影响.与大管径换热管相比,油的换热增强效果在小管径换热管内减弱甚至消失,在高干度和高油浓度区,油的存在使换热严重恶化.对于上述换热管,换热系数、油影响因子以及基于制冷剂物性的两相换热增强因子随油浓度的变化规律缺乏一致性.采用局部油浓度下的制冷剂-润滑油混合物性计算得到的两相换热增强因子能较好地反映润滑油对制冷剂流动沸腾换热的影响.     

喷射式热泵系统的能量分析及分析

建立一维喷射热泵(EHPC)系统热力学模型,以R245fa为制冷剂,采用能量分析和分析相结合的方式,分析设计工况的变化对喷射器及系统性能的影响.计算结果表明:当发生温度升高时,喷射系数及系统热效率(COP_h)增大,效率降低;当蒸发温度升高时,喷射系数和COP_h,效率均增大;当冷凝温度升高时,喷射系数和COP_h减小,效率升高;该系统适宜的工作范围为蒸发温度-15℃以上、冷凝温度45℃以下.     

电子膨胀阀制冷剂质量流量系数的试验研究

在自搭建的液环法节流机构流量特性试验台上,采用R407C制冷剂,研究了节流阀开度(流通面积)、节流前后压差、入口密度、入口过冷度、出口比体积、干度以及阀头半锥角和径向间隙对电子膨胀阀制冷剂流量系数的影响,获得了流量系数的量化关系,并进行了试验验证.结果表明,得出的关联式可以很好地定量描述流量系数的影响因素,误差在±10.6%以内.     

R448A和R455A在复叠制冷系统中替代R404A的性能分析

现阶段广泛使用的R404A制冷剂的GWP值（全球变暖潜能值）较高、对环境不友好,为了探究GWP值较低的新型替代制冷剂对制冷系统性能的影响,本文建立了复叠制冷系统的热力学模型,研究了R455A和R448A制冷剂在不同工况下的性能表现,并从低温级蒸发温度、高温级冷凝温度、中间温度,以及高、低温级过冷度等方面与R404A系统进行对比分析。结果表明,在不同工况下,R455A/R23系统的COP（制冷系数）始终最高,R404A/R23系统的COP最小。在相同蒸发温度下,R455A/R23和R448A/R23系统的最佳中间温度低于R404A/R23系统,最佳COP分别比R404A/R23系统高6.77%,5.25%。另外,高温级过冷度增加会使系统COP增大,其中,R404A/R23系统COP的增加幅度最大,R448A/R23系统COP的增加幅度最小,而低温级过冷度的增加则会使系统性能下降。     

自复叠制冷循环双温冰箱设计的理论研究

为了给冰箱提供不同的闻室温度来满足储存要求,将采用非共沸混合制冷剂的自复叠制冷循环应用于双温冰箱系统,研究了两间室蒸发器出口温度、冷凝器出口温度、冷藏室与冷冻室制冷量比例及冷凝蒸发器高压侧出口过冷度的变化对冰箱系统优化设计的影响.结果表明:系统性能系数随着冷藏室和冷冻室蒸发器出口温度的降低、冷凝器出口温度的升高而减小;提高两间室制冷量的比例可增大性能系数,但压缩机耗功和压力比也同时增大;增大冷凝蒸发器高压端出口侧制冷剂的过冷度可以减小压缩机耗功,提高系统性能系数.研究结果对于自复叠双温冰箱的实际推广提供了参考.     

两相喷射器的压缩/喷射制冷系统性能分析

研究了两相喷射器中流体的流动过程,并应用质量守恒、动量守恒、能量守恒对两相喷射器建立了热力学模型,以R134a/R1234yf为工质,分析了喷射器结构参数以及工况参数对压缩/喷射制冷系统性能的影响。计算结果表明:喷射器存在最佳喷嘴出口面积和最佳喉部面积比使压缩/喷射制冷系统的性能最佳;性能系数(COP)随蒸发温度升高和冷凝温度降低而升高,而性能系数提高率(COPi)随着蒸发温度降低和冷凝温度升高而升高;相同工况下,以R134a为工质的系统性能系数、制冷量均高于R1234yf;当系统以R1234yf为工质,蒸发温度为5℃,冷凝温度为55℃时,压缩/喷射制冷系统的COP值较传统压缩制冷系统的COP值可提高26%。     

制冷剂中间排出式双温热泵性能研究

为满足双温供热的需要,提出了新型滚动转子压缩机制冷剂中间排出的双温冷凝热泵系统,并建立了系统模型,以R1234yf为制冷剂对系统进行了计算和分析.结果表明：随着相对中间排气量的增大,压缩机功耗下降,制热性能相应上升;随着蒸发温度的升高,压缩机的吸气流量增加,压缩机功耗和制热性能均上升;随着中温冷凝温度的升高,压缩机功耗上升,制热性能下降;随着高温冷凝温度的升高,压缩机功耗和制热性能同样分别呈现上升和下降的趋势.当蒸发温度为5℃,中温冷凝温度为40℃,高温冷凝温度为65℃,相对中间排气量为28%时,双温冷凝热泵系统的制热性能较传统单冷凝热泵系统提升接近11%.     

基于两相喷射器的压缩/喷射制冷系统性能分析

研究了两相喷射器中流体的流动过程,并应用质量守恒、动量守恒、能量守恒对两相喷射器建立了热力学模型,以R134a/ R1234yf为工质,分析了喷射器结构参数以及工况参数对压缩/喷射制冷系统性能的影响。计算结果表明：喷射器存在最佳喷嘴出口面积和最佳喉部面积比使压缩/喷射制冷系统的性能最佳;性能系数(COP)随蒸发温度升高和冷凝降低而升高,而性能系数提高率(COPi)随着蒸发温度降低和冷凝温度升高而升高;相同工况下,以R134a为工质的系统性能系数、制冷量均高于R1234yf;当系统以R1234yf为工质,蒸发温度为5℃,冷凝温度为55℃时,压缩/喷射制冷系统的COP值较传统压缩制冷系统的COP值可提高26%。     

用温度波动规律判别水平管内蒸发时流型的实验研究

对制冷剂水平管内蒸发时流型与温度波动规律间的关系进行了研究，介绍了用管内气液两相流场中某些点处的温度波动规律判别流型的一种最简单的测试系统的组成。给出了敏感元件和放大器的设计方法，研究结果表明，用温度波动规律判别流型的新方法可以用于蒸发过程。     

电子膨胀阀制冷剂流动壅塞特性的理论与试验分析

通过对膨胀阀内节流工作段几何结构的分析,将其简化为短喷嘴结构.基于短喷嘴相关流动特性的可视化研究成果,分析了制冷剂在膨胀阀节流膨胀过程中的主要物理现象.通过亚稳态液体闪蒸形成的蒸发波以及气体动力学非连续理论,建立了电子膨胀阀壅塞机理模型.将该模型计算结果与试验数据相结合进行膨胀阀制冷剂流动壅塞特性的分析,解释了在电子膨胀阀小开度壅塞特性改变的原因,为膨胀阀生产单位提出了指导性意见.     

润滑油对水平强化管降膜蒸发传热特性的影响

实际制冷系统中的制冷剂含有压缩机的润滑油.本文研究了制冷剂中润滑油不同含油率时水平管降膜式蒸发传热特性.工质为R134a,含油率分别为0.5%、1.2%、5.1%,蒸发温度为6,℃,热流密度范围为30~65,k W/m2,工质喷淋密度分别为0.13,kg/(s·m),0.17,kg/(s·m)、0.21 kg/(s·m),测试段采用表面强化的铜管.实验结果表明:含油率从0.5%增大到5.1%,管外传热性能逐渐提高,当喷淋密度增加,管外换热系数也会提高,但随着含油率的增加,换热系数的增加幅度不大;一定含量的润滑油能增大R134a水平管降膜蒸发的换热系数.     

燃煤电厂脱硫废水在烟道中的蒸发及流动特性数值模拟

利用燃煤电厂尾部烟道的烟气余热来实现脱硫废水的喷雾蒸发是实现其零排放的有效途径,以国内某燃煤电厂330 MW火力机组的烟道为研究对象,利用DPM模型对雾化液滴群在高温烟道内的蒸发及流动特性进行了研究,考察了不同雾化嘴角情况下液滴碰壁情况、不同负荷下液滴的蒸发情况,研究结果表明：在50%、75%、100%烟气负荷工况下,烟气温度越高、烟气速度越快,雾化液滴群完全蒸发所需时间越少,液滴最大蒸发时间在2.85~3.36 s之间。在单烟道结构的最佳喷嘴雾化锥角为65°情况下,越靠近烟道内侧,涡的尺寸越大,越有利于促进喷嘴区的局部液滴群不断向其他区域扩散。     

蒸汽喷射式制冷系统实验研究

设计并搭建了喷射制冷系统性能研究实验台,选取水作为制冷剂进行喷射制冷实验.主要研究工况条件(工作蒸汽温度、蒸发温度、冷凝压力)、喷射器结构(等截面积段长度和喷嘴出口与喷嘴喉部的面积比)对系统COP的影响.研究结果可进一步了解喷射式制冷的工作原理,为改进和提高蒸汽喷射式制冷系统性能提供参考.     

蒸汽直接喷射冷凝过程中两相流特性的数值研究

为了获得泄压系统中蒸汽直接喷射冷凝过程两相流特征的变化规律,采用数值模拟方法,结合VOF两相流模型和冷凝相变模型,通过控制变量的方式研究了过冷水温和蒸汽入口压力对蒸汽喷射直接接触冷凝过程的影响,分析了不同工况下的冷凝两相流场特征。结果表明:过冷水温和蒸汽入口压力均对喷射水箱中的蒸汽羽流特征具有显著影响,更高的过冷水温和入口压力均会导致更大的蒸汽羽流长度和影响区域;当过冷水温较低时,沿喷射轴线方向上蒸汽温度逐渐减小,而在过冷水温较高时,蒸汽温度先增加然后快速降低,这是因为来不及冷凝的蒸汽滞止在两相混合区之前;随着蒸汽入口压力的降低,纯蒸汽区越短,且两相混合区的蒸汽体积分数下降速度越快。     

太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统性能分析

为进一步研究太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统的性能,建立一维喷射热泵系统热力学模型(高温级以R1234yf为制冷剂,低温级以R245fa为制冷剂).采用能量模型和■模型相结合的方法,研究设计工况的变化对系统性能的影响.研究结果表明:当冷凝温度从45℃升高到70℃时,系统机械效率(COP_m)从6.28减小至3.42,以集热量为基准的热效率(COP_s)从0.79增大至1.00,以集热器吸收的有效热量为基准的热效率(COP_h)从1.55增大至1.95,■效率从20.0%增大至31.8%;当蒸发温度从-20℃升高到0℃时, COP_m从4.58增大至5.28,COP_s从0.75增大至1.03,COP_h从1.46增大至2.02,■效率从23.3%增大至28.9%;当中间蒸发温度从5℃升高到25℃时,COP_m从4.33增大至5.14,COP_s从1.05减小至0.84,COP_h从2.00减小至1.75;当中间蒸发温度为13℃时,系统■效率最大值可达25.7%;在冷凝温度和蒸发温度不变条件下,13℃是较为合理的一个中间温度值.