再循环重力供液蒸发器管内换热性能预测

为了找出适用于再循环重力供液蒸发器管内强制对流沸腾换热系数的关系式,通过对以R404A为制冷剂的重力供液实验台的研究,编程计算出J.Chawla关系式及Shah关联式对重力供液沸腾换热系数进行预测值。与实验结果比较可知:J.Chawla关系式在较低温度下较接近于实验值,Shah关联式在较高的温度下可以对实验值进行预测,两种关系式相结合的方法就可以较好对重力供液蒸发器管内沸腾换热进行预测。     

双罐式气泵供液与直接供液制冷系统对比研究

双罐式气泵供液是指利用系统的更高等压力能作为供液压头将制冷剂送至蒸发器,通过调节供液压头的开度使蒸发器中供液量大于蒸发量,来强化蒸发器管内流体的沸腾换热,增加管内制冷剂侧系数,最终提高蒸发器传热效率。本文主要介绍双罐式气泵供液制冷系统运行原理,并采用J.Chawla关系式数值模拟气泵供液制冷系统中蒸发器管路制冷剂侧传热系数,分析在不同供液压头下对制冷系统性能的影响。最后利用空气侧热平衡法,与直接膨胀式制冷系统在不同工况下进行对比。     

变频压缩机对双蒸发器并联重力供液系统的影响

为研究在低温工况下压缩机频率对重力再循环制冷系统的影响,保持库温不变,通过调节压缩机频率,测量重力再循环双蒸发器并联制冷系统的相关参数,并与相同压缩机频率下的直接膨胀供液制冷系统进行对比。结果表明:相同工况下压缩机频率为40Hz、45Hz、50Hz、55Hz和60Hz时,重力再循环供液制冷系统相比直接膨胀供液制冷系统的制冷量分别高2.36%、5.92%、7.16%、8.09%和10.1%;压缩机耗功分别高0.45%、2.92%、4.63%和5.76%;性能系数分别高2.36%、5.92%、7.16%和8.09%。故在低温工况下,重力循环制冷系统优于直接膨胀式制冷系统,且增加压缩机频率可优化重力循环制冷系统运行特性。     

结霜工况下重力供液与直接膨胀供液制冷系统运行特性

以R404A为工质,用热平衡法测试结霜工况下直接膨胀供液制冷系统以及重力供液制冷系统在不同蒸发器供液高度时的系统的运行特性,并进行比较。研究表明:在重力供液制冷系统中,蒸发温度和压力高于直接膨胀供液制冷系统,且受供液高度和环境温度影响;在不同供液高度时,重力供液制冷系统压缩机吸气压力高于直接膨胀供液制冷系统压缩机吸气压力,供液高度的增加,吸气压力升高,压缩机的排气压力的变化趋势与蒸发压力相似;重力供液制冷系统制冷量高于直接膨胀供液制冷系统制冷量,且随蒸发温度升高而增大,但制冷量的增加幅度却有着相反的变化趋势。供液高度为1200mm时,制冷量最大增幅达到35.59%;重力供液制冷系统COP大于直接膨胀供液制冷系统COP,重力供液制冷系统存在最佳供液高度。     

直接膨胀供液制冷系统性能可视化研究

对直接膨胀供液制冷系统的传热性能进行了理论分析,建立了相应的数学模型.在保温体内对-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃的工况进行了实验.分别测得制冷系统的压力、风量、制冷量、及功耗等技术参数,得到在环境温度一定的情况下的传热系数和制冷量的变化关系.并对蒸发器内制冷剂流动状态进行观察.实验表明:直接膨胀供液制冷系统...     

不同制冷剂在重力再循环制冷系统中的应用研究

本文基于以往重力再循环制冷系统研究工作基础,使用MATLAB仿真软件建立数学模型,把制冷剂R22、R404A、R717、R410A和R407C用于重力再循环制冷系统,计算不同管径、循环倍率和蒸发温度下再循环蒸发器传热系数和供液压头,比较不同制冷剂在重力再循环制冷系统中的应用效果。结果表明:相同蒸发温度下,再循环蒸发器传热系数变化规律大体为R717>R410A>R22>R404A>R407C;相同循环倍率下,再循环蒸发器的传热系数变化规律为R410A>R717>R22>R404A>R407C;相同蒸发管径下,再循环蒸发器传热系数变化规律为R410A>R717>R22>R404A>R407C,综合考虑,与其他四种制冷剂相比,R717更适用于重力再循环制冷系统。     

双罐式气泵供液制冷系统性能的实验研究

双罐式气泵供液制冷系统作为气泵供液的一种,运用高压气体或液体的压力输送制冷剂到蒸发器。该实验通过控制供液气压来调节再循环蒸发器的供液量,调节制冷系统中的循环倍率,在供液气压升高而导致循环倍率增大的同时,蒸发器的传热量会升高到最大值。通过技术参数的收集整理,分析比较不同工况下的制冷性能、压缩机性能和传热性能等特性,作为双罐式气泵供液制冷系统工程应用的理论依据。实验表明,不同范围的供液压头,对传热性能的主要影响因素不同,蒸发器制冷量在供液压头升高到一定值后不再增加,系统COP也将下降。     

重力再循环蒸发器与直接膨胀蒸发器的实验性能研究

在不同工况下采用R404A作为制冷剂对重力再循环蒸发器和直接膨胀蒸发器进行了实验性能研究。搭建了兼具重力供液和直接膨胀供液制冷系统的试验台,在冷库温度为0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃五种工况下,利用热平衡法测得了不同供液形式制冷系统的制冷量以及蒸发管路上若干测点的温度。对实验数据进行了整理和理论分析,得到2种蒸发器在不同工况下制冷量的变化规律以及2种蒸发器在不同工况下传热温差和传热系数沿管长的变化规律。     

重力再循环供液制冷系统气液分离器的试验研究

通过计算得出气液分离器有效高度和气液分离器的直径,设计出两种气液分离器,并分别实验对比。实验结果表明,气液分离器的结构形式对重力供液制冷系统的性能影响较小,由于分离器直径减小了25%,分离器内制冷剂存储量大大减少,当液位处于控制液位时,分离器存储量仅为原来的19.1%,而压缩机的吸气压力基本保持不变,排气压力有所降低,并且对系统制冷量及COP影响很小,最大差值在-20℃工况,相差0.043。     

重力供液系统电热除霜的实验研究

基于再循环重力供液系统,对蒸发器在不排液和排液两种方式下的电热除霜效果进行了实验研究。详细分析了不排液和排液除霜过程中库温随时间的变化情况。研究结果表明,不排液除霜时以回气管温度25℃为除霜结束的标志,排液除霜时以回气管5℃为除霜结束的标志;当工况温度为-20℃时,排液除霜方式除霜过程所用时间比不排液除霜短1.81min,但是库温波动较大,由于增加了排液过程,整个实验所用时间比不排液除霜长6.91min。     

R600a喷雾冷却系统换热过程

以R600a压力式封闭系统喷雾冷却过程为研究对象,对其换热过程进行分析。对液滴撞击热面后的状态进行建模,分析了其运动状态。通过忽略液膜的对流换热,引入韦伯数来简化并修正雾滴与热源表面的对流换热系数关联式;借鉴二次成核理论,通过单位时间内,单位面积上覆盖的雾滴数量对核态沸腾换热系数关联式修正。通过上述分析,以对流换热和核态沸腾换热两种机理为中心,建立了新的换热系数关联式。通过与其他文献的关联式、实验测量值进行比较、不同工质进行比较、不同实验系统比较,发现该式预测值和实验测量值偏差在±20%以内,能够很好地预测压力式封闭系统喷雾冷却过程的换热系数。     

润滑油对基于制冷循环的喷雾冷却系统性能的影响

针对高功率固体激光器的散热需求,设计了一种基于制冷循环的喷雾冷却系统,并对其换热性能进行研究。由于制冷系统的压缩机需要润滑,冷却液中不可避免地会混有润滑油。润滑油会对冷却液的粘度、表面张力产生影响,并可能产生油膜,从而对冷却液的换热过程产生强化或抑制。因此,通过实验研究,分析了润滑油对喷雾冷却换热性能的影响。实验结果表明,冷却液中存在润滑油,会增大冷却液流经喷嘴过程中的阻力,减小流量,但根据本系统的应用情况,可以忽略;在低热流密度时,含有一定量的润滑油更有利于热源表面温度的均匀分布,高热流密度时,2%(质量分数)的含油量对温度分布不均的影响可以忽略;润滑油的存在可以提高临界热流密度,使得系统的散热能力得到提高,更有利于其在高功率固体激光器散热领域的应用。     

基于分布参数的制冷装置制冷剂充灌量的研究

采用分布参数积分方法建立了制冷剂积存质量的计算模型,计算模型中考虑到了换热系数对制冷剂积存质量的影响,并利用实验数据与计算结果进行了比较,验证了模型的参考价值。结果表明冷凝器中制冷剂积存质量所占比例最大,是总充灌量的55%~64%,而蒸发器制冷剂积存质量所占比例为17%~32%。     

液体火箭发动机液氧箱与预冷回路的耦合计算模型

建立了液体火箭发动机的液氧贮箱与底部预冷回路的数值计算耦合模型,模拟了地面停放过程中贮箱与底部预冷回路的三维非稳态两相流动与传热过程,分析了自然循环预冷条件下液氧贮箱和底部预冷回路中的三维物理场分布及随时间变化规律。结果表明:随着停放时间的增加,液氧的蒸发量增加,停放中后期贮箱内的热传递基本趋于稳定。回流管内的气化导致回流口处的温度一直呈现波动。     

Thermal modelling and energy conservation studies on freon rankine cycle cooling system with regenerative heat exchanger

This communication presents a thermodynamic analysis and assessment of a Freon fluid Rankine cycle cooling system. The system consists of two subsystems—Rankine engine (RE) power cycle and a vapour compression (V-C) refrigeration cycle. The heat engine subsystem consists of a boiler, turbine, condenser and a feed pump while the cooling subsystem consists of a mechanical compressor, condenser, evaporator and an expansion valve. A number of working fluid combinations for the RE cycle and V-C cycle subsystems have been chosen on the basis of their thermodynamic properties and their suitability judged in terms of the performance parameters, namely, the thermal efficiency of the power cycle and the coefficient of performance (COP) of the refrigeration cycle. A regenerative heat exchanger (RHE) is incorporated in the RE cycle to improve the cycle efficiency and achieve energy conservation.The effects of various operation parameters, namely, component temperatures, adiabatic expansion/compression efficiencies and effectiveness of the RHE on the overall COP have been assessed. It is found that R114 + R22 give the best overall system performance and the presence of the RHE improves the system COP significantly. The effect of V-C cycle condenser temperature is more pronounced as compared to that of the RE cycle condenser and similarly the effect of evaporator temperature in the V-C cycle is more pronounced as compared to that of the boiler in the Rankine cycle subsystem.     

带有高压储液器的制冷系统建模研究

通过对制冷系统循环特性、变工况特性和参数间耦合特性的分析,遵循热力学基本定律和能量、动量、质量守恒定律,采用稳态和动态建模相结合的方法建立压缩式制冷系统的数学模型。针对换热器建模难点采用分相区和移动边界相结合的方法建立其集总参数动态模型,并且冷凝器与高压储液器相结合,构成冷凝器加储液器的整体部件,文中建立的制冷系统的整体模型,反映了制冷系统工况变化时制冷剂质量的重新分配及其对状态变量的影响,提高了系统建模的精度,最后通过实验对所建模型的准确性进行了验证。     

水平管降膜蒸发器传热优化研究

基于分布参数方法,对大型制冷系统中的水平管外降膜蒸发进行了传热优化数值模拟计算.在计算中,分析了饱和的液态制冷剂R134a在水平的铜管束外流动蒸发的换热特性.模型考虑了不同的管子类型和2流程不同管程布置对蒸发器换热特性的影响,结果表明,蒸发器采用Turbo-EHP管的性能高于其它管;不同管程布置对蒸发器性能的影响比较大,其中,下进上出管程布置的换热性能优于其它管程布置.同时,本文考虑了传热管外"干斑"对换热的影响.本文结论对于大型制冷系统中的降膜蒸发器传热优化设计具有指导性意义.