Einstein制冷循环中气泡泵的试验研究

通过自行设计的可视化气泡泵实验装置,以氨水工质为研究对象,针对不同实验工况条件下的气泡泵的性能进行了实验研究。实验结果表明:气泡泵的液体流量随着提升管管径,沉浸比和加热功率有关,并且随着沉浸比和加热功率的增加而增大;沉浸比的增大而增大;气泡泵的效率也与沉浸比和加热功率有密切的关系:气泡泵的效率随着沉浸比的增加而增加,随着加热功率的增加表现为减小的趋势。     

单压吸收式制冷机中气泡泵稳态工作特性研究

搭建可视化的气泡泵性能实验系统,以常压饱和水为工质,对单压吸收式制冷机中气泡泵的稳态工作过程进行实验研究,就加热功率和沉浸比对气泡泵提升性能的影响进行了分析。实验结果表明,相同沉浸比下,液体的提升量随着加热功率增加而增加,但增加的速率却随加热功率的增加而减缓;较大的沉浸比有利于降低启动加热功率,提高气泡泵的效率;分析结果对气泡泵的优化设计提供了实验依据,对单压吸收式制冷机性能的提高具有重要意义。     

单压吸收式制冷系统气泡泵理论模型与验证

应用两相流理论,对单压吸收式制冷系统中气泡泵在绝热块状流工况下的工作特性进行理论分析,建立了气泡泵的理论模型,并对以饱和水为工质的气泡泵稳态工作运行进行了实验研究。分析结果表明,气泡泵提升管内的两相流流型与加热功率和沉浸比有关,随着加热功率或沉浸比的增加,提升管中两相流流型将发生改变,气泡泵提升效率先增大后减小,实验结果与理论分析曲线逐渐偏离。     

新型导流式气泡泵的实验研究

利用复叠八字气泡收集器,设计出一种新型气泡泵——导流式气泡泵,针对不同的加热功率、沉浸比以及气泡收集管径,对其进行了实验研究,并与传统气泡泵的性能进行了对比.实验结果表明,导流式气泡泵启动功率为300W,低于传统气泡泵;当沉浸比分别为0.3,0.35及0.4时,液体提升量均高于传统气泡泵;气泡收集管径对新型导流式气泡泵...     

无泵吸收制冷系统气泡泵的性能分析

根据两相流流型转换理论,推导出了气泡泵从弹状流向泡状流转变和从弹状流向块状流转变时液体流量、气体流量与管径的关系式;根据空气提升理论、能量平衡、质量平衡推导出了气泡泵的性能关系式。根据上述关系式,具体分析了爱因斯坦制冷循环工况下气泡泵的性能,分析结果表明,在弹状流下限、大的沉浸比时液体循环量较大。     

R134a-DMF溶液气泡泵输送性能实验研究

本文搭建了带溶液泵的循环实验装置,并进行了提升管直径分别为6 mm、8 mm和12 mm的气泡泵用于输送12.5%、15%和17.5%三个质量浓度R134a-DMF溶液的性能实验。结果表明,在相同的R134a浓度下,三种管径气泡泵的气相流量随着输入功率的增加均呈大致线性增加趋势,提升效率随着气相流量的增加均明显减少,发生温度均随着输入功率的增加而线性增加,而输入功率对系统压力的影响不大。在相同的R134a浓度和相同气相流量下,8 mm管径气泡泵的提升效率最高,6 mm管径气泡泵的提升效率最低,R134a的浓度对提升效率的影响不明显。随着提升管直径的增大,气泡泵的启动加热量在所有R134a浓度下均增加,R134a的浓度对发生温度的影响不明显,但对系统压力的影响很大。这些实验结果对扩散吸收制冷系统的气泡泵设计具有重要参考价值。     

气泡泵在冷态试验下的性能研究

搭建气泡输入式冷态试验系统,以常压饱和水为工质,均匀输入空气形成连续气泡用于模拟气泡泵运行系统,对气泡泵的性能进行研究。其实验结果与在加热状态下气泡泵的性能相比较,综合分析气体输入量(可转换成加热量)、沉浸比等对气泡泵性能的影响,提出产生此结果的原因。     

导流式气泡泵理论模型与实验研究

应用两相流分相模型理论,建立了导流式气泡泵在绝热弹状流工况下工作特性的理论模型。并以饱和水为工质,对该气泡泵的稳态工作过程进行了实验研究,实验结果与理论分析结果相一致。结果表明,随着气体流量或沉浸比的增加,提升管中两相流流型将发生改变,从而使实验结果与理论分析曲线逐渐偏离;流型改变使液体提升量随气体流量增加的增速减缓,对液体提升量并无抑制作用;系统的总压降中,影响最大的是提升管中两相流的摩擦阻力。     

气泡泵输送性能的阻力损失系数修正法模拟

本文提出了一种在传统气泡泵理论模型中引入阻力损失系数的新方法,考虑了从储液罐到发生器之间的阻力损失对气泡泵输送性能的影响,对气泡泵所输送的稀溶液流量进行修正计算,并给出了阻力损失系数与管径、浸没比的经验关联式。采用该新方法,对6 mm、8 mm和12 mm管径的R134a-DMF溶液气泡泵输送性能进行了实验数据和模型预测分析对比。结果表明,用本文所提出新方法和经验关联式所得到的预测结果与实验结果吻合较好,比传统气泡泵理论模型预测有很大的提高,为扩散吸收制冷系统的气泡泵输送性能优化设计奠定了良好的基础。     

双进双出气泡泵输送性能模型的建立及修正

本文建立了用于扩散吸收式热变换器的双进双出结构气泡泵输送性能理论模型,并引入阻力系数与发生系数进行模型修正并采用两组不同动力压头的气泡泵实验数据进行了拟合。结果表明,修正模型的稀溶液流量、提升效率和制冷剂流量拟合值的相对误差较未修正模型降低了两个数量级;修正模型的稀溶液流量和提升效率的拟合效果要比制冷剂流量好;动力压头越小,修正模型的稀溶液流量和提升效率的修正值越准确。本文的研究结果可为后续的气泡泵设计提供重要的参考依据。     

一种扩散吸收式制冷系统的性能实验

设计了一套带有气液分离精馏设备的吸收扩散制冷装置,试验研究了提升管结构、热源加热温度、氨水浓度、充气压力对制冷装置的影响。新型的精馏结构在提高发生氨气纯度的同时,也可减少冷凝器的负荷(冷凝器进口温度为55℃左右)。实验在环境温度T0为25-35℃,溶液浓度ξ为25%-35%,充注压力P0为13-18 MPa,加热功率Pg为220-320 W的范围内进行。结果表明:浓度的提高可获得较大的冷量,一般28-32%为宜;适当的增加系统压力可降低蒸发温度;系统的冷量随加热功率的增加而提高;确定了提升管结构参数的选取。     

单压吸收制冷系统中气泡泵的研究进展

单压吸收制冷能够使用低品位热源,是一种有利环保和能源有效利用的技术,具有十分广阔的应用前景。气泡泵是实现单压吸收制冷系统正常运转的关键部件,为单压吸收制冷系统的循环提供动力,因此研究气泡泵的性能对整个系统的运行具有重要的意义。文中介绍了气泡泵的工作原理以及流动模型,概括了近年来关于气泡泵的实验研究现状以及影响气泡泵提升性能的因素,并对气泡泵未来的研究进行了展望。     

单压吸收式制冷气泡泵冷态实验及性能分析

单压吸收式制冷是一种可以利用太阳能等低品位能源驱动的制冷循环,而气泡泵是该制冷系统中的最主要耗能部件,因此对气泡泵的研究尤其重要。冷态模拟实验可以避免热态实验中出现的实验过程不稳定等缺点,产生的气泡更加均匀,获得的实验数据更加准确。实验结果表明输气量和沉浸比对气泡泵性能影响较大。     

Performance of an irreversible quantum refrigeration cycle

A new model of a quantum refrigeration cycle composed of two adiabatic and two isomagnetic field processes is established. The working substance in the cycle consists of many non-interacting spin-1/2 systems. The performance of the cycle is investigated, based on the quantum master equation and semi-group approach. The general expressions of several important performance parameters, such as the coefficient of performance, cooling rate, and power input, are given. It is found that the coefficient of performance of this cycle is in the closest analogy to that of the classical Carnot cycle. Furthermore, at high temperatures the optimal relations of the cooling rate and the maximum cooling rate are analysed in detail. Some performance characteristic curves of the cycle are plotted, such as the cooling rate versus the maximum ratio between high and low ``temperatures' of the working substances, the maximum cooling rate versus the ratio between high and low ``magnetic fields' and the ``temperature' ratio between high and low reservoirs. The obtained results are further generalized and discussed, so that they may be directly applied to describing the performance of the quantum refrigerator using spin-$J$ systems as the working substance. Finally, the optimum characteristics of the quantum Carnot and Ericsson refrigeration cycles are derived by analogy.     

Parametric optimum analysis of an irreversible Ericsson cryogenic refrigeration cycle working with an ideal Fermi gas

An irreversible model of an Ericsson cryogenic refrigeration cycle working with an ideal Fermi gas is established, which is composed of two isothermal and two isobaric processes. The influence of both the quantum degeneracy and the finite-rate heat transfer between the working fluid and the heat reservoirs on the performance of the cycle is investigated, based on the theory of statistical mechanics and thermodynamic properties of an ideal Fermi gas. The inherent regeneration losses of the cycle are analyzed. Expressions for several important performance parameters such as the coefficient of performance, cooling rate and power input are derived. By using numerical solutions, the cooling rate of the cycle is optimized for a given power input. The maximum cooling rate and the corresponding parameters are calculated numerically. The optimal regions of the coefficient of performance and power input are determined. Especially, the optimal performance of the cycle in the strong and weak gas degeneracy cases and the high temperature limit is discussed in detail. The analytic expressions of some optimized parameters are derived. Some optimum criteria are given. The distinctions and connections between the Ericsson refrigeration cycles working with the Fermi and classical gases are revealed.