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氨水吸收式制冷系统的实验研究和热经济分析

作　者: 包天舒
导　师: 郑丹星
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程
关键词: 氨水 实验装置 热经济学 过程模拟 吸收式制冷
分类号: TB657
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 509次
引　用: 5次
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内容摘要


本文对一套功率为2kW的单级氨水吸收式制冷实验装置进行了研究。通过实验数据分析了各单元设备的操作性能,以及系统的能量利用效率。系统的性能系数在输入功率为3kW时,可达到0.33。 本研究以实验流程、具体设备结构参数和实验数据为基础,提出了单级氨水吸收式制冷循环模型化的方法和原理,利用Aspen Plus 11.1软件建立了单级氨水吸收式制冷循环的操作型过程模拟系统。并且通过实验数据证明了模拟系统的可靠性。 本文对热经济学方法进行了简单的阐述,推导出了适合热驱动制冷系统的热经济学分析方法,以及优化设计目标函数。本研究将以(火用)分析为基础的孤立化原理,应用到氨水吸收式热驱动制冷系统的经济分析中,使系统优化问题转化为各个子系统分别优化的问题。 应用优化设计目标函数,本文对模拟系统进行了经济性评价。首先对单级氨水吸收式制冷循环的敏感操作条件进行了分析,进一步通过孤立化原理寻优。然后讨论了不同燃料类型对系统经济性的影响;讨论了初始投资,折旧期限等因素对系统经济性的影响;讨论了热集成程度对系统经济性的影响。

全文目录


文摘  4-5
ABSTRACT  5-10
符号说明  10-13
第一章 文献综述  13-19
  1.1 单级氨水吸收式制冷系统  13-16
    1.1.1 氨水体系在吸收式制冷系统中的应用  13-14
    1.1.2 实验室研究  14-15
    1.1.3 样机及产业化开发  15-16
  1.2 热经济分析方法  16-17
    1.2.1 热经济分析方法的产生和发展  16-17
    1.2.2 热经济分析方法的工业应用  17
  1.3 研究目标  17-19
    1.3.1 氨水吸收式制冷循环的实验研究  17-18
    1.3.2 氨水吸收式制冷循环计算机模拟  18
    1.3.3 氨水吸收式制冷循环的热经济分析  18-19
第二章 单级氨水吸收式制冷装置实验研究  19-37
  2.1 实验系统改进和分析  19-22
  2.2 实验操作的数据采集  22-24
    2.2.1 流量测量装置的校核  22-24
    2.2.2 精馏塔采出物的浓度滴定  24
  2.3 主要单元设备的特性分析  24-32
    2.3.1 板式换热器  24-26
    2.3.2 吸收器  26-28
    2.3.3 精馏塔  28-30
    2.3.4 蒸发器  30-32
  2.4 整体实验装置的特性分析  32-36
    2.4.1 实验过程热量衡算  32-33
    2.4.2 实验装置性能系数的影响因素分析  33-35
    2.4.3 其它相互作用因素的关系  35-36
  2.5 小结  36-37
第三章 氨水吸收式制冷循环的模拟  37-47
  3.1 氨水吸收式制冷循环的模型化方法  37-38
  3.2 氨水吸收式制冷循环的基本模块  38-41
  3.3 操作型吸收式制冷循环的模型化原理  41-44
    3.3.1 过程分析模型  41-42
    3.3.2 能量分析模型  42-44
  3.4 模拟结果的分析与评价  44-46
  3.5 小结  46-47
第四章 热驱动制冷系统的热经济分析方法  47-58
  4.1 热力循环的热经济学分析方法  47-50
    4.1.1 (火用)的成本方程  48
    4.1.2 优化设计目标函数的选择  48-50
  4.2 热驱动制冷系统的热经济学分析方法  50-51
  4.3 孤立化原理在热驱动制冷系统中的应用  51-55
  4.4 利用孤立化原理对模型寻优  55-57
  4.5 小结  57-58
第五章 氨水吸收式制冷系统的热经济学分析  58-76
  5.1 经济分析的基本设定  58
  5.2 单级／无热泵子循环换热器／模拟系统操作变量的影响分析  58-66
    5.2.1 塔釜温度对系统性能的影响  58-60
    5.2.2 塔顶回流比对系统性能的影响  60-63
    5.2.3 蒸发器内蒸发压力对系统性能的影响  63-64
    5.2.4 精馏塔入塔体积流量对系统性能的影响  64-66
    5.2.5 系统性能的寻优  66
  5.3 单级／无热泵子循环换热器／商业化产品燃料类型的影响分析  66-70
    5.3.1 循环的能量特性  67-69
    5.3.2 循环的(火用)成本特性冷量(火用)单价的比较  69-70
  5.4 单级／无热泵子循环换热器／天然气驱动系统资金因素的影响分析  70-72
    5.4.1 原料价格变动时的冷量(火用)单价  70-71
    5.4.2 机组价格变动时的冷量(火用)单价  71-72
  5.5 单级／操作变量一定／模拟系统热集成程度的影响分析  72-75
  5.6 小结  75-76
第六章 总结  76-78
参考文献  78-82
附录  82-83
致谢  83-84
已发表论文  84

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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 > 制冷设备
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