学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

压力交换制冷机入射损失与排气返流问题研究

作　者: 何戈宁
导　师: 胡大鹏
学　校: 大连理工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 膨胀制冷压力交换激波入射损失排气返流等熵效率
分类号: TB651
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 60次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

压力交换制冷机是继静止式气波机和旋转式气波机之后的新型气波制冷设备,它利用激波和接触面在振荡管中的运动来完成能量交换,实现气体膨胀制冷。具有结构紧凑,震动小,管内无积液,效率稳定等优点,具有非常广阔的应用前景。为了进一步优化压力交换制冷机结构,提高设备的制冷效率,本文结合运用气体动力学非定常流动理论、数值模拟实验和物理实验三种方法对压力交换制冷机入射损失与排气返流两方面问题进行了如下一些研究与优化:(1)提出了入射激波分析的稳定入射模型,并结合传统的激波管模型,运用气体动力学一维非定常流动分析方法,对压力交换制冷机波转子内部波系运动及气体流动进行了详细分析。(2)分别研究了波转子通道壁结构、喷嘴结构、喷嘴宽度、泄漏问题等对入射的损失的影响。建立二维循环多通道入射数值模型,对波转子通道壁结构、喷嘴结构、喷嘴宽度和等熵效率损失的关系进行了数值模拟研究,提出了一些新的结构。建立三维循环多通道入射数值模型研究高压入口喷嘴处间隙泄漏和等熵效率损失的关系,并具体将泄漏分为6个部分进行分析。(3)建立了整机循环换热数值模拟模型,并通过整机数值模拟实验研究,分析了排气阶段返流问题以及反向压缩波问题的形成原因以及其对制冷机工作性能的影响。通过整机数值模拟实验,提出了优化制冷机内部流场、抑制排气返流现象的两种方案。(4)利用最新一代压力交换制冷机建立全新的实验系统进行实验,以验证两种优化方法的实际效果。通过本文的研究,证明了增长高压入口喷嘴固壁长度以及优化高温出口压力均可以有效地削弱排气返流现象对制冷机性能造成的不利影响,分别使等熵效率提高约4.5%～6.5%和10%～15%。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
引言  10-11
1 绪论  11-23
  1.1 气体膨胀制冷概述  11-12
    1.1.1 气体膨胀制冷分类  11-12
    1.1.2 制冷效率  12
  1.2 气波制冷机与压力交换机  12-17
    1.2.1 气波制冷机  12-15
    1.2.2 压力交换机  15-17
  1.3 数值模拟研究  17-18
  1.4 实验研究  18-21
    1.4.1 旋转式气波制冷机的实验研究  18-20
    1.4.2 压力交换制冷机的实验研究  20-21
  1.5 课题背景及工作重点  21-23
    1.5.1 课题背景  21-22
    1.5.2 工作重点  22-23
2 压力交换制冷机工作机理研究  23-50
  2.1 设备结构及工作原理  23-27
    2.1.1 压力交换制冷机设备结构比较  23-25
    2.1.2 压力交换制冷机工作过程  25-27
  2.2 制冷机理  27-30
    2.2.1 压力交换制冷机制冷机理宏观分析  27-30
    2.2.2 压力交换制冷机制冷机理微观分析  30
  2.3 压力交换制冷机一维内部流动分析  30-49
    2.3.1 激波原理简述  30-33
    2.3.2 压力交换制冷机内激波形成与运行分析  33-43
    2.3.3 压力交换制冷机内制冷膨胀波分析  43-46
    2.3.4 高温出口处激波反射分析  46-49
  2.4 本章小结  49-50
3 基于数值模拟的入射损失研究与优化  50-73
  3.1 高压入口喷嘴与通道壁结构优化  50-68
    3.1.1 数值模型与研究方法  50-57
    3.1.2 通道壁结构优化  57-60
    3.1.3 高压入口喷嘴结构优化研究  60-63
    3.1.4 高压入口喷嘴宽度优化研究  63-68
  3.2 高压入口喷嘴处泄漏研究  68-72
    3.2.1 三维计算模型介绍  68-69
    3.2.2 数值计算结果及分析  69-72
  3.3 本章小结  72-73
4 基于整机模拟的排气返流研究与优化  73-87
  4.1 整机循环换热模型的建立  73-75
  4.2 反向压缩波的研究  75-77
  4.3 排气腔返流问题研究  77-79
  4.4 排气返流优化方案  79-85
    4.4.1 优化高压入口喷嘴板固壁长度  79-81
    4.4.2 优化高温出口压力  81-85
  4.5 本章小结  85-87
5 实验研究  87-102
  5.1 实验系统的建立  87-91
    5.1.1 实验系统简介  87-89
    5.1.2 实验流程介绍  89
    5.1.3 实验设备及仪表  89-91
  5.2 排气返流问题优化实验  91-95
    5.2.1 提高高温出口压力对制冷机性能的影响  91-94
    5.2.2 高压入口喷嘴固壁长度对制冷机性能的影响  94-95
  5.3 参数改变对制冷机性能的影响  95-101
    5.3.1 间隙泄漏对制冷机性能的影响  95-96
    5.3.2 转速对制冷机性能的影响  96-98
    5.3.3 激波在高温出口处不同反射形式对制冷机性能的影响  98-101
  5.4 本章小结  101-102
结论  102-104
参考文献  104-108
附录A 符号说明  108-110
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  110-111
致谢  111-112

压力交换制冷机入射损失与排气返流问题研究

内容摘要

全文目录

相似论文