两段式喷嘴引射器制冷循环系统性能的实验研究

使用两段式喷嘴的引射器可以将喷嘴中较大的制冷剂液滴破碎,从而有效提高两相流引射器及制冷系统的效率。以R134a为工质,对采用两段式喷嘴引射器的两相流引射制冷系统进行了实验研究,重点分析了固定工况下喷嘴的几何尺寸对引射比及系统性能的影响。结果表明,随着引射器喷嘴第一喉部面积的增加,其引射比逐渐增大,系统COP整体上呈上升趋势;随着引射器喷嘴第二喉部面积的增加,引射比也逐渐增大,而系统COP先升高后降低,在第二喉部面积为2.83mm2时达到最大值;较小的第一段喷嘴扩张角可显著提高引射器的引射比。     

工况对两相流引射制冷系统性能的影响

以R134a为工质,在不同工况条件下采用两段式喷嘴引射器对两相流引射制冷系统进行了实验研究,分析了冷凝温度和蒸发温度对R134a两相流引射制冷系统性能COP和引射比的影响,并与传统制冷循环系统进行了比较。实验结果表明:对于一定几何尺寸的引射器,系统COP随冷凝温度的升高而降低,随蒸发温度的升高而增大,在冷凝温度为40℃时,蒸发温度为1℃时,使用两段式喷嘴引射器时系统的COP要比传统蒸汽压缩循环的COP高22.7%,两相流引射制冷循环系统在较低的冷凝温度下更具有优势。     

两段式喷嘴对CO_2两相流引射制冷系统性能的影响

文章对采用两段式喷嘴的引射器及其两相流引射制冷系统在不同工况、不同几何尺寸条件下进行了实验研究。实验结果表明,在实验工况固定的条件下,采用两段式喷嘴的CO_2两相流引射制冷系统的COP随引射器第一喉部直径的增大而增大,引射比随第一喉部直径的增大而减小;系统COP和引射比随引射器中间连接直径的增大而减小。对于固定几何尺寸的引射器,系统COP随气冷器出口压力的升高而增大,引射比随气冷器出口压力的升高先减小后增大,在9MPa时引射比最小。与传统的CO_2制冷系统相比,采用两段式喷嘴的CO2两相流引射制冷系统的COP在不同工况的条件下均高于传统系统的COP,最大可提高约15%。     

双节流跨临界CO_2两相流引射制冷系统的实验研究

文中介绍在跨临界CO_2制冷系统中采用的双节流装置,第一膨胀阀用来控制高压侧压力,第二膨胀阀用两相流引射器代替,以回收系统膨胀功。对双节流装置引射制冷系统的性能进行了实验研究,分析了两段式喷嘴几何尺寸和工况变化对引射器性能和系统COP的影响。实验结果表明,在固定工况下,随着第一喷嘴扩张角的增加,引射比和压缩机耗功先增大后减小,而系统制冷量和系统COP呈相反的趋势;随着第一喉部当量直径的增加,引射比和系统COP都先增大后减小。在固定几何尺寸下,蒸发温度为-1℃和-3℃时,系统COP和引射比分别取得最大值;随着气冷器出口压力的升高,引射比逐渐增加,而系统COP逐渐减小。     

喷嘴喉部直径对CO2引射制冷系统性能的影响

为探索两级汽液分离CO_2引射制冷系统中喷嘴第一喉部直径对其性能的影响,实验测量了使用不同喷嘴第一喉部直径的两级汽液分离CO_2引射制冷系统的性能,并与传统CO_2两级节流引射制冷系统进行了比较。实验结果表明,随着第一喉部直径的增大,引射比和系统COP均逐渐增大,引射比在第一喉部当量直径为2.0 mm时达到最大值,而系统COP在1.9 mm时达到最大值,但压缩机耗功基本保持不变。改进前后的引射制冷系统的引射比和COP随第一喉部直径的变化趋势相同,但对所有的实验工况条件,改进后的引射制冷系统的引射比、制冷量和COP均分别大于改进前的系统,且第一喉部当量直径越大,在系统中增加初级气液分离器对系统中引射器的引射比及系统性能的改善效果越好。     

引射器结构参数对R134a制冷系统性能的影响北大核心

两相流引射器回收部分压力能,提高压缩机进气压力,从而减小压缩机的耗功、提高系统的性能。对R134a两相流引射制冷系统进行了实验研究,探讨引射器的结构参数对引射器和整个系统的性能的影响情况。实验结果表明,在蒸发温度/冷凝温度为-10℃/40℃,当喷嘴距为0mm时,引射器的引射比和压力提升比均最大,此时系统耗功最小,制冷量最大,系统的性能最优。在蒸发温度/冷凝温度为-10℃/40℃,引射器的扩张角为8°时,引射器的性能最佳,整个系统的性能最好。     

引射器结构参数对R134a制冷系统性能的影响

两相流引射器回收部分压力能,提高压缩机进气压力,从而减小压缩机的耗功、提高系统的性能。对R134a两相流引射制冷系统进行了实验研究,探讨引射器的结构参数对引射器和整个系统的性能的影响情况。实验结果表明,在蒸发温度/冷凝温度为-10℃/40℃,当喷嘴距为0mm时,引射器的引射比和压力提升比均最大,此时系统耗功最小,制冷量最大,系统的性能最优。在蒸发温度/冷凝温度为-10℃/40℃,引射器的扩张角为8°时,引射器的性能最佳,整个系统的性能最好。     

两相流引射循环制冷系统性能的数值模拟

文中提出了两相流引射制冷循环系统稳定工作判据,并据此对传统两相流引射制冷循环系统进行了改进,增加了辅助蒸发器以使系统稳定工作.在此基础上,对以R134a为制冷剂的汽液两相流引射制冷循环的系统性能进行了数值模拟,分析了不同工况、不同引射比对系统性能的影响.数值模拟结果表明:在给定冷凝压力和蒸发压力工况下,两相流引射制冷循...     

亚临界蒸气压缩/引射制冷循环的热力学性能分析

采用引射器替代节流阀可以回收部分膨胀功,进而提高制冷循环的性能系数。针对R134a压缩/引射制冷循环建立了热力学模型,分析了冷凝温度、蒸发温度、引射器吸入压差以及引射器各段的效率对循环性能的影响。结果表明,在一定工况下存在最佳吸入压差使得循环COP达到最大值。常规空调工况下,采用引射器替代节流阀可使循环COP提高10%左右。提高引射器各段的效率,特别是扩散段的效率,可提高循环的性能。     

R134a喷射冲击相变制冷的数值模拟及结构优化

为分析R134a喷射冲击相变制冷的传热效果,以数值模拟为基础,采用计算流体力学的思路,通过控制变量的方法,研究各个物理因素对冷却效果的影响。流道长度L为定值,分析变量为流道高度C,喷嘴宽度W,喉部宽度D1,喷射出口宽度D2,喷嘴高度H,液相与气相的体积分数比ω。结果表明:热表面的冷却效果随流道高度和喷嘴宽度的增大而减小,随液相与气相的体积分数比ω的增大而增大;而在止滞点附近的冷却效果随喉部宽度和喷嘴高度的减小而增大,在流道出口附近随喉部宽度和喷嘴高度的增大而增大。在止滞点处,冷却效果最佳的结构模型为:C/L为0.02,W/L为0.05,D1/L为0.01,D2/L为0.015,H/L为0.03。     

引射器内超临界CO2两相流动的数值模拟

对引射器内超临界CO_2两相流动进行了数值模拟研究。与已有实验数据对比验证了所建CFD模型的准确性,然后分析了引射器内速度、压力、体积分数的分布规律及主喷嘴扩散角对引射器性能的影响。结果表明:主流体从主喷嘴进入后压力降低,速度迅速增加,主喷嘴出口处速度达到最大值约为168 m/s,流体相变的起点在喉口附近;在混合室内两种流体混合,压力和速度先呈现出阶跃变化,而后趋于平稳,最后在扩散室内流体速度减小,压力增加;主喷嘴的最佳扩散角为6°左右,引射系数最高可达0.83。     

可调式引射器内CO2跨临界流动的数值模拟

目前以CO_2为工质的可调节式引射器内部两相流研究较少,故对内部制冷工质的具体流动情况和相变规律具有进一步研究的意义。对关键尺寸参数相同的固定式引射器和可调节式引射器内CO_2制冷剂跨临界两相流动进行了数值模拟分析,对引射器内部和喉口局部的压力、速度和气体体积分数分布规律进行了比较,还分析了喷针有效长度对可调节式引射器的主喷嘴流量和引射器性能的影响。研究结果表明:两种引射器内部制冷剂压力、速度和气体体积分数变化趋势基本相同,工质均在喉口前发生了相变。相比于固定式引射器,可调节式引射器主喷嘴压降增加了69.9%,喉口速度增加了8.2%,气体体积分数增加了2.4%;喷针有效长度调节范围为0-0.8 mm时,相比于固定式引射器,主喷嘴流量减小了0.8%—8.4%,引射系数提高了7%—25.7%。     

CO_2两相流引射循环制冷系统性能的数值模拟

对引射器内部简化热力学模型进行了改进,建立了CO2两相流制冷系统的数学模型。利用MATLAB语言编写程序对该系统性能进行了模拟计算,分析了工况参数及引射比对引射循环系统性能的影响。模拟结果表明:CO2两相流引射循环制冷系统在较低的引射比条件下,就可以实现稳定运行,系统COP对气冷器出口温度的变化比较敏感,同时存在最优高压侧压力使系统COP达到最大;对于不同工况条件,CO2两相流引射循环制冷系统的COP比同工况条件下的传统系统的COP,理论上分别提高了11%～18%。     

超音速两相流极限升压能力的理论与试验研究

采用理论和实验的方法研究了一定汽水参数下的超音速汽液两相流升压装置的极限升压能力以及主要结构参数对其的影响规律。计算与实验的结果表明:超音速汽液两相流升压装置的极限升压能力计算值可达进汽压力的14倍左右,实验值可到进汽压力的2.6倍左右;混合腔和水喷嘴的几何尺寸是影响极限升压能力的最主要的结构参数;极限升压能力随混合腔收缩比增大而增大,随水喷嘴出口与混合腔喉部截面积比增大而减小,随蒸汽喷嘴喉部与出口截面积之比变化不大。计算和实验得到的结构参数对极限升压能力的影响规律是基本一致的。     

R1234yf热泵系统的能量和(火用)分析

低GWP值制冷剂R1234yf作为R134a较为理想的替代品而备受关注,该研究针对R1234yf热泵系统建立了能量和分析方程,分析了蒸发温度对系统COP、压缩机压比和损的影响。结果表明:R134a系统的制冷COP高于R1234yf系统1.07%-2.06%,制热COP高1.05%-1.74%,同时随着压比的不断升高,压缩机不可逆损失增大。现有的R134a系统不需作较大调整,可选用R1234yf替代。     

应用不同混合工质的自复叠制冷机组性能的理论分析

混合工质的不同直接影响到自复叠制冷机组的各项性能。在给定的工况下分析了R744/R600 a、R744/R290、R744/R134 a、R23/R134 a、R23/R22与R32/R600等混合工质的配比、蒸发器出口温度对机组的冷凝压力、制冷量、压缩机耗功和COP的影响。结果表明:R744/R600 a、R744/R290、R744/R134 a与R32/R600 a的最佳配比为35∶65,R23/R134 a的最佳配比为40∶60,R23/R22的最佳配比为30∶70,其中R744/R290系统的COP值为最大;低沸点组分增大情况下,R744/R290、R744/R134 a与R23/R22机组的制冷量和压缩机耗功随着先增加后减小,但R23/R134 a、R32/R600与R744/R600 a机组的制冷量和压缩机耗功一直增加;在最佳配比情况下,随着蒸发温度的升高,其机组的COP值不断增加,而冷凝压力几乎不变。     

旁通型喷嘴喷射器的环隙结构对性能的影响

对一种新型带旁通喷嘴的喷射器的性能进行了实验研究,分析了旁通喷嘴结构对喷射器引射特性的影响规律,结果表明:当喷射器处于临界模式下,旁通型喷嘴喷射器的引射性能要优于常规喷射器。环隙空腔间隙和第二喉部直径对引射性能的影响是非线性的。当环隙空腔间隙较小时,引射性能随着第二喉部直径的增大而提高;增大环隙空腔间隙后最优第二喉部直径将会减小。     

液-气引射制冷系统实验研究

本文提出了一种以蒸发冷却为原理的液-气引射制冷系统。高密度流体如有机溶液以及无毒的室温液态金属可作为系统的驱动流体,引射真空实验结果显示液态金属引射器表现出卓越的真空性能;当引射器的引射性能显著提高后,对系统继续开展引射制冷实验研究,分析讨论了三组制冷实验结果,其中采用异戊烷作制冷剂时,制冷效果最好,系统的制冷量和COP分别可达到35 W和0.60。     

基于冲击冷却的RBCC引射火箭局部热防护数值模拟

引射火箭能够为火箭基组合循环(RBCC)发动机提供大推力,但是其喉部面临着极高的热载荷。本文提出使用冲击冷却的方式对引射火箭进行局部热防护,建立了射流冲击冷却的三维数值模型,研究了喉部曲率半径和冲击孔数量对冷却性能的影响,结果表明在设计半径R=(1~2)R_t范围内,R的取值对射流冲击换热无明显影响;靶面平均对流换热系数随冲击孔数量n的增大而减小,分布均匀程度随n先增大后减小,冲击孔数量n=6时换热效率最高。     

等截面超-超引射器流场结构及引射性能

为考察超声速引射器直接引射超声速二次流时的性能,采用纹影技术和压力测量手段对一等截面超-超引射器的流场结构及其引射性能进行了实验研究。研究结果表明:一、二次流交汇后在混合室前段形成了复杂的超声速流场结构。根据二次流在混合室入口流动状态的不同,可将超-超引射划分为非饱和超-超引射和饱和超-超引射两种工作状态;二次流在混合室入口处产生的激波提高了引射器的压力匹配性能;在给定的引射系数下,引射器的增压性能随二次流马赫数的增大而降低,而引射马赫数对引射器压力恢复性能的影响不大。