回热器对制冷系统性能的影响

通过对制冷系统中回热器、蒸发器和压缩机工作过程的理论分析以及对蒸发器的热设计,定量地讨论了回热器出入口条件的改变对蒸发器尺寸、压缩机功率以及制冷系统成绩系数等的影响。降低制冷工质在回热器出口处的过热度,可以减小蒸发器的尺寸,但由此带来的不利因素,是需要增制冷工质的质量流量以及提高压缩机的压缩功率。     

TFE-E181高温型第二类吸收式热泵热力过程分析

TFE-E181是一种新型工质对，尽管TFE和E181的沸点差较大，工质与吸收剂分离不需采用精馏器，但仍有微量的E181进入蒸发器中，为了避免E181在蒸发器中累积而影响系统的稳定操作，采用蒸发嚣回流方式将累积在蒸发器中的E181回流到发生器中，并对具有这种回流方式的第二类吸收式热泵的热力循环过程进行了模拟计算．研究了高压区压力对蒸发器回流比、进入吸收器工质量、回流液浓度、系统性能系数、Yong效率的影响规律．发现吸收温度、换热器效率、发生温度、冷凝温度对系统性能系数、蒸发器回流比、放气范围、Yong效率有一定影响．分析所得的规律可为TFE-E181高温型吸收热泵性能的提高及优化设计提供必要的理论依据．     

回热式有机朗肯循环系统热力性能

膨胀机和工质泵作为有机朗肯循环系统的重要动力部件,在不同的热源温度下,合适的膨胀机及工质泵转速能够有效提高有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)系统的热效率。基于回热式ORC系统的热力学分析,选用1,1,1,3,3-五氟丙烷(R245fa)为工质研究了膨胀机转速、工质泵转速以及热源温度对系统性能的影响。结果表明:膨胀机转速的增加使得工质质量流量、蒸发器换热量、膨胀机输出功和系统净输出功有所上升,而蒸发压力和热效率下降;工质泵转速的增加使得工质质量流量、蒸发压力、蒸发器换热量及系统净输出功升高,系统热效率先增加后降低;热源温度的升高导致蒸发压力下降,工质质量流量、蒸发器换热量、膨胀机输出功、净输出功及热效率均随之增加。     

二氧化碳两相冷却系统的特性

将CO2作为新型机械泵驱动两相流冷却系统的循环工质研究其在两相区的工作特性.在对该系统的各个重要组成器件和工作原理进行阐述后,通过实验对系统在变热负荷变流量条件下的动态响应特性进行研究,并由实验数据对储液器与主回路之间的热质交换进行分析.结果表明:由于系统参数和边界条件的改变引起储液器内气液相界面的震动,使得系统的绝对压力有所变化,从而引起储液器内处于两相状态工质温度的变化,而储液器的温度决定了蒸发器的温度,所以在流量改变和热负荷变化的时候蒸发器内工质会产生温度的脉动;由于CO2具有稳定的化学性质和良好的热力学特性,特别是在饱和态下比其他制冷剂更小的液/气密度比,使其作为机械泵驱动环路式热管系统的循环工质不仅减小了系统的设计体积和质量,而且能够实现长距离复杂回路小温度梯度均匀的散热效果和稳定的工作状态.     

中低温余热发电系统有机朗肯循环蒸发器液位动态特性

中低温余热发电系统有机朗肯循环大型化发展中,维持系统参数稳定是安全经济运行的前题,而蒸发器液位动态特性研究就显得很有必要。通过建立蒸发器液位模型,分析了其内扰和外扰影响因素,并通过事例进行了分析,认为相比以水为做功介质,有机工质蒸发器在外界扰动时响应时间提前30%~50%,幅度增加3倍。为了蒸发器的液位稳定,控制中需要响应速度更快的调节器,或者设计容量更大的蒸发器。     

串并联双压力蒸发卡林纳循环的性能分析

在卡林纳循环和串联的双压力蒸发卡林纳循环(DPV-KC)的基础上提出了一种串并联双压力蒸发卡林纳循环(DPV-KC2).通过设置压力相对较低的第二蒸发器,与第一蒸发器的液体加热段并联,第二蒸发器出口蒸气进入透平低压级段膨胀作功,使热源得到梯级利用,从而可以提高热源的动力回收效率.在外界冷热源温度相同的条件下,通过热力学原理对DPV-KC2、DPV-KC和基本型卡林纳循环的性能进行了分析.结果表明,在热源温度和冷却水温度分别为400和25℃、工作浓度和基本浓度分别为0.5和0.314、第一蒸发器露点温度和工质入口过冷度分别为290℃和15 K、第二蒸发器工质出口过热度为60 K时,DPV-KC2系统的动力回收效率达到26.34%,比单蒸发压力卡林纳循环提高了17.3%,比串联布置蒸发器的DPV-KC提高了3.58%.     

薄膜蒸发器内流体流动模拟

建立了旋转薄膜蒸发器的计算模型，采用大型CFD软件CFX4．4模拟了旋转薄膜蒸发器内流体的流动过程，得出了蒸发器内薄膜和圈形波内流体的速度分布，探讨了5个参数对旋转薄膜蒸发器内流体流动的影响。研究结果表明，刮板转速和倾角对蒸发器内流动状态的影响最为显著，增大刮板转速和倾角可以明显促进液膜和涡旋的物质交换，提高传热效率。     

分离式热管充液率实验研究

以丙酮为工质，对水平排管串联型分离式热管，在充液率为32％～179％之间进行了实验研究．测量了热管蒸发器和冷凝器管壁、加热和冷却风道出口截面等处的温度分布；分析了不同充液率下热管的工作状态；计算了换热量、传热系数，从而得出该分离式热管在以丙酮为工质、设定的加热功率为1400W、空气流速1．3m／s时，最佳充液率为70％～114％．     

深井降温与地热资源利用

为了解决深部矿井围岩、巷道空气温度过高,影响了围岩的力学性质、矿井生产安全和地热资源利用三方面问题。采用在巷道内设蒸发器(装有制冷剂的管组)释放冷量降低环境温度,工质蒸发吸收热量;在地面设压缩机、冷凝器和换热器,气态工质经压缩后在冷凝器内释放热量,一次从井下提取热量的深井降温系统;达到既改善工作环境,降低巷道内环境温度,又将置换出的热量用于地面供热及生活用水的方法。该系统的研究对深井降温与地热资源利用有一定的参考价值和指导意义。     

水／有机多元醇混合工质沸腾传热性能的研究

在石油化工,原油炼制等工程领域,有相当部分的设备是重沸器,蒸发器及废热锅炉。它们均与多组分混合物的沸腾传热过程密切相关。虽然前人对混合工质沸腾传热过程进行过一些研究,但与对纯工质沸腾传热研究相比,无论在深度和广度上仍有相当大的差距,远未能满足工程设计的需要。所以,开展对多组分混合物沸腾传热研究,尤其是研究不同组成配比,不同操作压强及真空度下的传热特性,以揭示混合工质沸腾现象的实质以及影响因素,对石油化工,减压分离装置的重沸器,蒸发器的选用有一定参考价值。本工作将研究水/乙二醇,水/二甘醇混合工质在精馏设备的再沸器中沸腾传热性能,以便为其工业应用做些基础工作。     

CCPL启动特性的理论分析

建立了CCPL系统的瞬态理论模型，整个模型由相互耦合的热力学模型和动力学模型构成，在蒸发器中考虑了毛细芯与液体工质的非热平衡. 运用热网络法模拟了CCPL系统的启动过程，分析了影响CCPL启动的几个关键因素. 数值计算结果表明储液器中的温度及压力波动是引起CCPL系统启动失效的主要原因.     

空气调节对制冷剂性能的基本要求

制冷剂又称制冷工质,它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质(水或空气等)的热量而汽化,在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。它的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理,因而对制冷剂性质要求的了解是不容忽视的。     

CPL蒸发器多孔芯传热传质特性的数值模拟

对不同热流密度下CPL蒸发器多孔芯内相变工质的流动与传热特性进行了数值计算研究．计算所采用的是加入了非饱和传热传质段的三层数学模型．计算结果表明,多孔芯内液相含量的变化十分明显,为将多孔芯的汽液相变区处理为非饱和多孔区提供了充分依据．当热流密度增加时,非饱和区域的厚度开始变薄,且在热流增大到一定程度后,干饱和区域的出现对整个多孔芯的传热传质产生了较大影响．     

R290/CO2自然工质低温复叠式制冷循环理论分析

介绍了低温环境下采用自然工质R290和CO2的复叠式制冷循环。分析了R290和CO2的物性特征，通过对R290／CO2复叠式制冷循环的理论分析，在一定的蒸发温度和冷凝蒸发器传热温差下，计算出循环存在最优的低温循环冷凝温度和最优质量流量比；为提高循环效率和保证循环的安全运行。应尽可能地升高蒸发温度、降低冷凝温度和减少冷凝蒸发器的传热温差，可以看出R290／CO2的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有很好的发展前景．     

非共沸混合工质通过毛细管时亚稳态流特性的试验研究

本文报导了对非共沸混合制冷剂Ｒ２２／Ｒ１４２ｂ在毛细管内流动过程中亚稳态流特性的试验研究．试验测取了在不同的流动工况和不同的工质混合比下的温度和压力沿毛细管长度的分布，通过工质混合法则求取了各测点的热物性参数，再由图示法确定亚稳态流的定量规律．试验结果表明，在采用非共沸混合工质时，毛细管内仍然存在着亚稳态流现象，同时，指出了对非共沸混合工质在毛细管内汽化过程中的亚稳态流现象进行理论分析的必要性．     

混合工质泄漏对有机朗肯循环发电系统性能的影响

基于有机朗肯循环系统中各部件、管道等密封导致的实际系统运行过程中不可避免地存在着循环工质的泄漏问题,结合余亥姆霍兹自由能状态方程、混合法则和等温泄漏模型,研究了非共沸混合工质R245fa/R601a（初始质量配比为0.6/0.4）在ORC发电系统蒸发器中泄漏率为0~50%时对混合工质配比以及循环性能的影响.结果表明:非共沸混合工质泄漏会造成混合工质配比及工质热物性的变化,系统循环性能也会改变,且蒸发出口段发生液相泄漏时对循环性能影响最大.随着泄漏率的增大,比净输出功减少率可达12.23%.      

基于预热器的车载有机朗肯循环余热发电系统的设计与研究

优化设计并搭建了基于预热器的、可回收膨胀后高温乏汽的小型车载有机朗肯循环(ORC)余热发电系统,利用热力学第一定律和第二定律对小型车载ORC余热发电系统进行了热力学分析和能量计算。以R123为工质,热源温度为300℃,在工质流量、压力等给定的工况下计算系统在有无预热器的情况下各设备的热效率和系统总热效率。经计算,系统在有无预热器的情况下的总热效率分别为23.1%、10.8%,蒸发器的换热量分别为7.35kJ、4.67kJ。研究结果表明：相对于没有预热器的传统ORC系统,加了预热器的ORC系统的热效率和蒸发器的换热量都有较大的提升。     

HFC－32／HFC－134a在毛细管内流动的计算机模拟及分析

对非共沸混合工质ＨＦＣ－３２／ＨＦＣ－１３４ａ在毛细管内的流动状态进行了分析．从毛细管内流体流动的基本方程出发，结合非共沸二元工质的特性，应用混合法则分析了非共沸混合工质的节流过程．建立数学模型并求得在不同压差条件下的毛细管最佳长度．     

基于预热器的车载有机朗肯循环余热发电系统设计

优化设计并搭建了基于预热器的、可回收膨胀后高温乏汽的小型车载有机朗肯循环(ORC)余热发电系统。利用热力学第一定律和第二定律对小型车载ORC余热发电系统进行了热力学分析和能量计算。以R123为工质,热源温度为300℃,在工质流量、压力等给定的工况下,计算系统在有无预热器的情况下各设备的热效率和系统总热效率。经计算,系统在有无预热器的情况下的总热效率分别为23.1%、10.8%,蒸发器的换热量分别为7.35 k J、4.67 k J。研究结果表明:相对于没有预热器的传统ORC系统,加了预热器的ORC系统的热效率和蒸发器的换热量都有较大的提升。     

小型CPL启动与运行特性的实验研究

研制了蒸发器外径为11mm的小型CPL，实验测试了系统的启动性能与稳态运行特征. 实验结果显示，小型 CPL在不同加热功率条件下均可正常启动，可在加热负荷突然变化的条件下正常运行，显示出小型CPL具有优良的运行特征. 另外，实验表明储液器设定温度的突然改变、工质充灌量的不足对小型CPL的正常启动有不利影响.