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CO_2跨临界制冷循环的实验研究与性能优化

作 者: 刘迎福
导 师: 谢英柏
学 校: 华北电力大学
专 业: 制冷及低温工程
关键词: CO2跨临界制冷循环 性能系数 实验研究 双级压缩 系统优化
分类号: TB651
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 39次
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内容摘要


自然工质CO2的应用对减少温室效应和臭氧层破坏具有重要意义,因此CO2跨临界循环作为一项可行的工质替代技术,得到了国内外的广泛关注。本文以自然工质CO2为研究对象,对CO2跨临界制冷循环进行实验研究和理论优化分析,为CO2跨临界循环系统的开发应用提供基础资料。自然工质CO2在环保、理化等方面的综合评价较传统HCFCs和HFCs类工质有明显优势。单级蒸气压缩式CO2跨临界制冷循环的理论分析表明:蒸发温度、气体冷却器出口温度和高压压力对循环性能的影响较大。本文进行的高压压力调节特性以及外部热源条件对系统循环性能影响的实验结果表明:存在最优高压压力使系统COP达到最大值;蒸发温度、气体冷却器出口温度对系统COP影响较大;气体冷却器出口温度升高导致最优压力快速增加,而蒸发温度对最优压力影响不明显;冷却水温度、冷冻水流量和温度对系统性能有较大影响,而冷却水流量对系统性能影响不明显。CO2跨临界双级压缩制冷循环的性能明显优于单级循环,采用双级压缩是提高CO2跨临界制冷循环性能的有效途径。本文进行了CO2跨临界双级压缩制冷循环的系统优化分析。中间完全冷却CO2跨临界双级压缩循环的两种不同节流方式对比分析表明:二次节流循环的性能系数要优于一次节流循环的性能系数,且其最优高压压力值要小于一次节流循环的最优高压压力值;CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环的性能系数明显优于单级压缩/喷射循环和双级压缩循环;最后提出了一种带涡流管的CO2跨临界双级压缩循环,在本文计算工况下,涡流管循环比双级压缩循环的性能提高了2.4%16.8%。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 本课题研究背景与意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 国外研究现状  10-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
  1.3 本课题研究内容  13-14
第2章 CO_2 自然工质的综合评价  14-19
  2.1 环保性能和安全性能  14-15
    2.1.1 环保性能  14-15
    2.1.2 安全性能  15
  2.2 热力学性质  15-16
  2.3 传输性质  16-17
  2.4 压缩机效率  17-18
  2.5 价格等其它方面因素  18
    2.5.1 来源与价格  18
    2.5.2 稳定性和相溶性  18
  2.6 本章小结  18-19
第3章 CO_2 跨临界单级压缩制冷循环的理论分析与实验研究  19-36
  3.1 单级蒸气压缩式CO_2 循环分类  19-20
  3.2 CO_2 跨临界单级压缩制冷循环理论分析  20-23
    3.2.1 CO_2 跨临界单级压缩制冷循环  20-21
    3.2.2 循环性能分析  21-23
  3.3 CO_2 跨临界制冷循环系统实验研究  23-35
    3.3.1 CO_2 跨临界制冷循环系统实验装置介绍  23-29
    3.3.2 实验研究目的、内容与步骤  29
    3.3.3 实验结果与分析  29-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 CO_2 跨临界双级压缩制冷循环的性能优化  36-55
  4.1 CO_2 跨临界双级压缩制冷循环理论分析  36-39
    4.1.1 CO_2 跨临界双级压缩制冷循环  36-37
    4.1.2 循环性能分析  37-39
  4.2 CO_2 跨临界双级压缩制冷循环节流方式对比分析  39-44
    4.2.1 CO_2 跨临界双级压缩节流制冷循环  39-40
    4.2.2 热力学分析  40-41
    4.2.3 CO_2 跨临界双级压缩节流制冷循环结果分析  41-44
  4.3 CO_2 跨临界双级压缩/喷射制冷循环理论分析  44-49
    4.3.1 CO_2 跨临界双级压缩/喷射制冷循环  44-45
    4.3.2 热力学分析  45-47
    4.3.3 CO_2 跨临界双级压缩/喷射制冷循环结果分析  47-49
  4.4 带涡流管的CO_2 跨临界双级压缩制冷循环理论分析  49-53
    4.4.1 带涡流管的CO_2 跨临界双级压缩制冷循环  49-50
    4.4.2 热力学分析  50-51
    4.4.3 带涡流管的CO_2 跨临界双级压缩制冷循环结果分析  51-53
  4.5 本章小结  53-55
第5章 结论与建议  55-57
  5.1 结论  55
  5.2 今后研究工作建议  55-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  61-62
攻读硕士学位期间参加的科研工作  62-63
致谢  63-64
详细摘要  64-80

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 制冷工程 > 制冷机械和设备 > 制冷机
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