基于循环模拟模型的二氧化碳循环效能分析

针对二氧化碳热泵性能改进问题,设计了一个基于循环模拟模型开展仿真模拟研究。通过改变该模型的输入参数和运行条件,研究模型的最佳工作条件及性能提高的途径。提出了采用中间冷却器的双级压缩机和带有膨胀箱的双级压缩机的工作模型,并对该模型进行仿真测试,结果表明最多可以比传统的工作系统提高跨临界二氧化碳循环20%的加热性能和28%的制冷性能。     

CO_2跨临界双级压缩带中间冷却器系统

对双级压缩系统中间冷却器从理论上分析了带中间冷却器的双级压缩循环的性能规律.在给定的蒸发温度和气体冷却器出口温度下,系统存在最优的压缩机排气压力使得性能最优;同时在每一个压缩机排气压力下,也存在最优的中间压力使得系统性能最优;对比选择超临界CO2和亚临界CO2在管外、管内的换热及压降关联式,设计和模拟中间冷却器.建立带中间冷却器的双级压缩系统,通过实验探索此种双级压缩系统的规律,验证了带中间冷却器双级压缩系统最优压缩机排气压力和最优中间压力的存在以及在提高CO2跨临界循环性能的作用.利用自行设计的中间冷却器,在实验工况下,系统制冷性能系数可达2.5,制热性能系数为3.5.     

跨临界二氧化碳汽车空调系统的动态仿真与实验研究

建立了跨临界二氧化碳汽车空调系统的动态仿真模型.利用集总参数法和移动边界法分别对蒸发器、气冷器和中间换热器建立了集总参数模型;由于压缩机和节流阀的热惯性较小,利用经验公式对它们建立了准稳态模型.计算结果同实验数据的比较表明,该动态模型能比较准确地体现空调系统实际的动态性能.     

环形孔式节流器设计参数对空气静压轴承承载力和刚度的影响

采用数值解析法分析了环形孔节流器设计参数对空气静压轴承承载力和刚度的影响.仿真结果表明:气膜承载力随承载面直径、节流孔直径和进气压力的增大而增大;气膜刚度随承载面直径和进气压力的增大而增大,随节流孔直径的增大而减小;气膜刚度随气膜厚度增加时呈现出先增大后减小变化规律,在中间某一气膜厚度出现最大值.数值分析结果将为空气静压轴承节流器数量、排列组合方式、单个节流器设计参数合理选取提供理论参数.     

R410A/R134a双级耦合热泵系统最优中间水温实验研究

在低温工况下,双级耦合热泵系统可克服常规空气源热泵系统运行时制热量下降、系统性能系数(COP)降低等系统性能恶化的问题。当系统的其他参数不变时,耦合系统性能受中间水箱水温的影响。基于双级耦合热泵系统的简单分析,以R410A和R134a的双级耦合热泵机组为实验平台,在高温级冷凝温度50～75℃、低温级蒸发温度-30～-10℃及中间水温15～35℃的各种工况下,对影响最优中间水温的主要因素进行了实验研究。实验结果表明:当其他参数不变、中间水温发生变化时,系统COP呈现先增大后减小的趋势,系统最大COP值对应的最优中间水温始终是存在的。结合实验数据,可以发现:最优中间水温随低温级蒸发温度、高温级冷凝温度的上升而升高,其中低温级蒸发温度对最优中间水温的影响更大。在改变外部因素环境温度和供水温度的工况下,通过大量实验数据,拟合得到以蒸发温度和冷凝温度为自变量的最优中间水温的函数关联式,对优化R410A/R134a双级耦合热泵系统的实际运行具有一定指导作用。     

双级过载保护安全阀的动态性能仿真与分析

在传统设计理论和结构模式的基础上,对比分析国内外现有安全阀结构,结合结构设计的特点,提出具有直动式结构和差动式结构的双级过载保护安全阀的设计思想,通过对双级过载保护安全阀差动式结构的建模及动态特性仿真分析,可以得出这种设计的新型安全阀满足设计要求,并且通过调整不同结构参数得到其对安全阀动态特性的影响:安全阀输出压力随弹簧刚度增加而增大,稳态调整时间减小;随差动面积减少而减小,稳态调整时间增大,出现等幅震荡;随进口横截面积增加而增大并呈发散;增大阻尼,动态响应特性提高.阀芯质量对安全阀输出压力影响不大,但振幅随其减小而减少.     

跨临界CO2蒸气压缩/喷射制冷循环的数值分析

为了更合理的描述喷射器扩压室内的压力变化特性,对已有的跨临界CO2蒸气压缩/喷射制冷循环的热力学模型做了改进,并对扩压室新定义了一种压力系数ηd。建立了相应的数学模型并进行数值模拟,考察了该压力系数ηd 对制冷循环喷射系数和系统性能系数COP的影响,其结果与常规的扩压效率ηk 的影响作用有很好的一致性,说明所改进的热力学模型是可行的;应用该模型分析了压力系数对相关重要参数的影响,结果表明：随压力系数的增大,喷射系数基本不变;COP、压缩机进口温度、喷射器的增压比和喷射器效率增大;压缩机出口温度和压缩比减小;当工作流体压力为9 MPa时,相关参数发生了显著的变化。该压力系数取决于系统喷射器扩压室进出口的压力,方便测量确定。研究方法能够为跨临界CO2蒸气压缩/喷射制冷循环的性能分析提供有益参考。     

基于Simulink天然气涡旋压缩机增压装置供油系统的优化控制

以涡旋式天然气压缩机供油系统为研究对象,将供油系统分为2个子系统,根据流体力学理论,建立供油系统油量分配模型,推导出两供油子系统油量数学表达式,分析系统的供油量对涡旋式天然气压缩机性能的影响.基于Simulink和油量数学模型,对供油系统进行仿真模拟实验.结果表明,供油量随着转速的增大而增大;从壳体进入曲轴的润滑油需考虑离心力对供油的影响.研究结果为涡旋压缩机供油量的控制提供了一定的理论依据.     

新型环保制冷剂系统性能研究

为得到制冷系统不同参数以及回热器对新型环保制冷剂R1234yf,R1234ze,R152a,R448A,R290,R600a系统性能的影响,基于VapCyc建立有/无回热器两套仿真模型,并且通过试验验证了模型的正确性.仿真得到了分别选用上述6种制冷剂时,系统制冷量及制冷系数COP随过热度、环境温度、压缩机转速、冷凝器侧风量、蒸发器侧风量的变化规律.结果表明:制冷量随过热度、外界环境温度的升高而减小,随压缩机转速、冷凝器侧风量、蒸发器侧风量的增大而变大;COP随过热度、外界环境温度、冷凝器侧风量的增大而降低;随压缩机转速、蒸发器侧风量的增大而升高;相同工况下,制冷量的大小顺序为R448A, R290, R152a,R1234yf, R1234ze,R600a,COP大小顺序为R600a,R1234ze, R152a,R1234yf,R290, R448A;对于上述6种制冷剂系统,增加回热器对系统性能均是有益的,且系统制冷量及COP平均提高了10%,6%左右,并且对R600a系统性能提高最为有利.     

带节能器的CO2跨临界循环制冷系统

为避免CO2跨临界循环运行因高低压差增大而导致压缩过程偏离等熵过程太远，减小CO2跨临界循环系统损失，提高系统性能并降低系统成本，采用带节能器的CO2跨临界制冷循环，对其热力学模型进行计算分析，并与基本带膨胀机循环进行对比．结果表明，不同于传统工质带节能器制冷循环的补气压力介于系统高压和低压之间，带节能器CO2跨临界制冷循环的补气压力应介于临界压力和低压之间；其制冷系数与膨胀机效率为0．6的系统性能相当；制冷性能随蒸发温度的升高而提升，随气体冷却器出口温度的升高而降低；相对补气压力对系统性能的影响较大，当相对补气压力为0．9～1．1时制冷性能较高，在较低蒸发温度下降低压缩机排气温度的优势明显．