基于不同自然工质的斯特林循环特性研究

本文主要针对一台自主设计的100 W级的声型斯特林发动机,研究三种自然工质气体(氦气、氮气和二氧化碳)的斯特林循环特性与斯特林发动机的运行性能,包括不同转速、压强和工质气体对斯特林循环的膨胀腔和压缩腔工质气体温度、指示功、循环输出功率和循环效率等的影响。实验发现,低转速下,三种工质气体的循环功率和循环效率比较接近,而二氧化碳同时具有更好的密封性能;高转速下,氦气小分子工质气体具有更大的做功潜力。     

二元环保型混合工质一次分凝循环性能优化

应用定循环运行压比优化方法,对采用环保型二元混合工质的单级压缩一次分凝循环,进行了-60℃温度位的循环性能数值优化。计算结果表明,影响循环COP的因素有混合工质成分(工质组元、工质浓度)和循环压力位(循环低压和循环压比),必须综合考虑进行优化。不可燃混合工质R23/R134a、R23/R227ea和R23/R236ea中,R23摩尔浓度为0.55和0.6的R23/R236ea循环在压比为7和10时,分别有最大的COP;自然混合工质R170/R290、R170/R600a和R170/R600中,R170摩尔浓度为0.65和0.7的R170/R600循环在压比为7和10时,分别有最大的COP。     

自复叠制冷系统混合工质配比研究

分析了混合工质组分选择时必须考虑的几个选配原则。针对一种五级自动复叠制冷循环混合工质的配比,分析了相关制冷工质的性能及非共沸混合工质的特性。根据所要达到的温度,选择了R22、R23、R 4、R740和R728五种制冷工质作为系统循环工质,应用制冷工质性能商业计算软件Refprop,对混合工质的配比进行了模拟计算,得到了可以接受的一种混合工质配比。     

混合工质内复叠节流制冷机的分析及初步实验研究

本文对采用多元非共沸混合物工质的内复叠节流制冷循环进行了热力分析.采用分析的方法对制冷循环各部件进行了分析,同时比较了混合工质一次节流循环和内复叠循环热力性能.同时文章报道了混合工质内复叠节流制冷机的初步整机性能测试实验结果.     

自复叠制冷循环中混合工质泄漏性能的研究

尽管自复叠制冷循环越来越广泛的用于深冷及普冷领域,对于循环中工质泄漏特性的研究却较少。以非共沸混合工质两相区的等温泄漏为基础,分析了在自复叠循环装置中各部件的泄漏对工质组成的影响,其中发生在冷凝器出口处、气液分离器和蒸发器出口处的泄漏对工质组成影响较大。以采用非共沸混合工质R600 a/CO2的自复叠低温冷冻箱为例,研究了不同泄漏点不同泄漏率的泄漏特性。结果说明当工质泄漏时混合工质组成和循环性能发生变化,在蒸发器出口处的泄漏对循环性能影响最大;当泄漏引起循环工质组成发生较大变化时,压缩机变容量和变压力比调节能力明显降低,此时系统不能满足设计工况的要求,工作性能变差。     

空调循环中HCs/阻燃剂混合工质的泄漏特性

结合空调循环分析了非共沸HCs/阻燃剂混合工质的泄漏特性,包括一定泄漏率下引起最大组成变化的泄漏点和工质相态、泄漏率-总组成变化关系、泄漏引起的组成变化对HCs/阻燃剂混合工质安全性与循环性能的影响分析。     

正逆耦合循环研究进展

本文综述了作者所在研究集体所进行的正逆耦合循环研究.通过对串联型、并联型正逆耦合循环的相关研究和(火用)平衡比较分析,归纳提出了正逆耦合循环系统集成原则,即:正、逆循环采用同种工质;物流、能流耦合并重;优化配置热源加热过程;调控氨水工质浓度;回收利用系统内能.遵循该原则提出的变浓度氨水工质正逆耦合循环体现了优良的性能.     

混合工质充注量/配比对自复叠制冷循环特性影响

混合工质充注量、混合工质配比以及外界环境温度是自复叠制冷循环工作特性重要影响因素.本文提出新的定密度法研究变工况下自复叠制冷循环的工作特性.建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了混合工质充注量、混合工质配比以及外界环境温度等参数对自行复叠制冷循环的工作特性影响,并得出有指导意义结论.     

非共沸混合工质热泵循环的理论计算和分析

本文提出的计算方法,可避免比热方程,而主要利用已有的纯工质物性数据和少量混合工质实验数据,包括汽液平衡数据和PVTx数据,以拟合Redlich-Kwong方程混合规则中的二元相关因子k和Wilson方程常数,对非共沸混合工质的焓、熵进行计算。文中以R12(1)-R142b(2)二元混合工质热泵循环为例作了热力计算及比较了不同组成配比下对热泵循环性能的影响。     

基于粒子群算法的跨临界有机朗肯循环性能优化及工质筛选

本文针对跨临界有机朗肯循环进行了热力计算,并根据工质的热物性与环保性能以及对应循环的热力学性能等因素,经过一系列筛选过程最终优选出了10种综合性能较好的跨临界有机朗肯循环工质。热力计算结果表明,部分有机工质对应的跨临界朗肯循环的效率随膨胀机进口温度或蒸发压力的变化存在最优值。基于此,本文进一步采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对所选有机工质的跨临界朗肯循环性能进行了优化分析。优化结果表明,在所筛选的10种跨临界有机朗肯循环工质中非制冷剂工质propylene的综合性能最好,propane次之;而制冷剂工质中R143a的综合性能较好。     

低温热能有机朗肯循环工质选择及性能分析

工质的性能是影响有机朗肯循环性能的重要因素之一。基于工质热力性质、环保性等要求,选择R123、R600a、R601a、R245fa、R236ea、R245ca、R142b及R601作为循环工质,在不同的蒸发温度下,对其热力循环性能进行计算分析,从热效率、系统净输出功、效率等方面进行比较。结果表明:R123是适合低温热能有机朗肯循环系统的循环工质。同时研究分析了膨胀机进口温度和进口压力对系统性能的影响,发现工质以饱和蒸汽状态进入膨胀机膨胀做功,可以使系统性能达到最佳。     

喷射增效自复叠制冷循环工质选择

为选择适合喷射增效自复叠制冷循环的工质,选取R32/R1234ze、R23/R134a、R170/R290和R23/R227ea四组混合工质,计算分析在给定工况下不同工质对喷射增效自复叠制冷循环性能的影响,并与传统自复叠制冷循环进行对比.结果 表明,在喷射增效自复叠制冷循环中,R170/R290制冷量最大,R23/R2...     

离子液体型新工质对吸收式制冷循环

离子液体[mmim]DMP/CH_3OH溶液是具有一定应用潜力的新型吸收式制冷工质对,基于实验和文献数据,提出了针对该工质对的溶液饱和蒸气压、比热容和过量焓的经验方程,并绘制了p-t-x,h-ω图。在此基础上,对新工质对的单效吸收式制冷循环进行了分析,并与传统工质对进行了对比。结果表明:在一定工况范围内,[mmim]DMP/CH_3OH新工质对在循环倍率、COP等持性参数优于NH_3/H_2O体系,堪与LiBr/H_2O体系相媲美。     

朗肯循环动力回收(火用)效率的分析计算

一、引言 余热的动力回收,常用非水工质的朗肯循环。国外有关设计这种循环的报道可见。从这些报道看,一般是限定余热流体初温,对若干工质进行经典的工况比较计算来确定工质和设计参数,局限性较大。国内的有关文献提出了在某些特殊条件下选择工质和参数的方法。对大量可供选择的工质,因缺乏h-s图这类资料,不得不用估算法进行试选工质,试算工况的复杂性给这方面的研究带来困难。为此本文导出了直接计算(火用)效率的计算式,以简化估计(火用)效率、选择工质、优化设计参数过程。     

有机朗肯循环工质热稳定性研究进展

介绍了有机朗肯循环(ORC)工质热稳定性研究进展,总结归纳了ORC工质热稳定性在实验和理论两方面的研究成果,并对现有的ORC工质热稳定性实验方法进行了分析。结合分析结果对ORC工质热稳定性研究进行展望,指出未来可能的发展方向。     

几种中高温热泵工质的循环性能实验研究

出于对工质自身环境特性和系统运行性能对环境的综合影响的考虑,对理论循环性能优良的HCFCs工质HCFIC124、HCFC142b,含有HCFCs的二元混合工质MB3B、 MB3C、 MB1B和三元混合工质MT1C,在冷凝温度为60～90℃的中高温热泵工况范围内,进行了循环性能对比实验研究.实验在水-水蒸汽压缩式热泵实验台上、以指定工质侧参数的实验方式进行.结果表明, 6种工质的实验循环性能优良.与ODP为0、具有在冷凝温度为80℃以上的工况范围应用潜力的代表性工质HFC245fa相比,在HFC245fa适用的实验工况范围内,6种工质的压缩机排气温度均高丁HFC245fa; MB1B.MT1C系统的COP明显高丁HFC245fa,其余4种工质系统的COP略高于HFC245fa;6种工质系统的制热量均明显高丁HFC245fa.     

混合工质中低温热力循环特性研究

本文从热力学第二定律角度出发,对氨水混合工质中低温动力循环进行了分析。通过与简单蒸汽循环的比较,揭示了混合工质热力循环的特性及本质,指出工质蒸发换热过程的匹配及冷凝过程是混合工质循环高效的关键。为了改善冷凝过程,可采用分馏冷凝系统取代传统的冷凝方式。同时,本文还探讨了一些基本规律,明确了余热回收过程中中低温段换热匹配的重要性     

碳氢化合物/阻燃剂混合工质替代HCFC22的研究

为推进碳氧化合物(HCs)自然工质的安全应用,本文尝试引入阻燃组元,组成以自然工质为主体,环境特性、 安全性和循环性能俱佳的HCs/阻燃剂混合工质。对阻燃组元的选择原则和性能进行了探讨,通过理论循环分析,得出了 CO2/HC1270/R13I1等6种HCFC22替代物。     

压缩/喷射制冷循环中喷射器引射室的最优压降

建立了蒸气压缩/喷射制冷循环稳定运行时两相喷射器的热力学模型,以常压沸点相差较大的制冷剂为工质,比较了两相喷射器引射室压降最优范围的差异,并在同一工况下,研究了不同工质压缩/喷射制冷循环的性能。结果表明:喷射器引射室压降存在最佳范围使压缩/喷射制冷循环性能接近最优值;在相同工况下不同制冷工质这个最佳范围不相同;在同一工况下,当采用压缩/喷射制冷循环时,不同工质的循环性能系数和单位容积制冷能力相比基本循环均增强了。研究结果为压缩/喷射制冷循环制冷工质的选择及两相喷射器结构的优化设计提供理论参考。     

不可逆费米奥托制冷循环性能分析

基于回热式不可逆奥托制冷循环和理想费米气体的状态方程,导出以费米气体为工质的奥托制冷循环的输入功、制冷量、制冷系数等重要性能参数的表达式,以此讨论费米气体的量子简并性、回热及内不可逆性对循环性能的影响,给出以理想费米气体为工质的回热式不可逆奥托制冷循环的性能特征。所得结果有助于进一步了解经典气体奥托制冷循环与量子气体奥托制冷循环的区别和联系。