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太阳能多喷射器制冷系统分析研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:44:29
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太阳能多喷射器制冷系统分析研究【摘要】:随着能源危机和环境污染等问题的加剧,以太阳能为热源的喷射制冷系统受到了广泛的关注,太阳能喷射制冷是一种节能环保制冷方式,其运行费用低、地域限

【摘要】:随着能源危机和环境污染等问题的加剧,以太阳能为热源的喷射制冷系统受到了广泛的关注,太阳能喷射制冷是一种节能环保制冷方式,其运行费用低、地域限制小,能够缓解能源紧缺现状、解决环境污染问题。然而,常规太阳能喷射制冷系统一般只设置单个结构固定的喷射器,从而系统运行工况将到限制,在最佳工况范围外,系统性能往往较低。鉴于此,本文针对一种太阳能驱动的多个喷射器制冷系统进行计算分析,通过对喷射器的切换运行,以实现系统的持续高效运行。 首先利用气体动力学函数,结合喷射器内部的热力学状况,对喷射器进行了分析,建立了喷射器的计算模型,研究了系统运行工况对喷射系数的影响、制冷剂对太阳能喷射系统的影响,以及设置多个喷射器的太阳能喷射制冷系统的性能,并通计算比较,给出了最优的喷射器设置方案。研究表明: (1)在喷射器结构设计时,确定混合室出口截面混合流体的最优折算质量速度,对结构的优化至关重要;对于结构参数给定的喷射器,系统运行工况直接影响到喷射器内部流体流动的状况,临界背压随发生温度和蒸发温度的增大而增大,当喷射器处于极限状态下运行,喷射系数较高。例如Tg=75℃,Tc=35℃,Te=10℃时,喷射系数可达到0.31; (2)建立了喷射器性能计算程序,并验证了模型的正确性,在此基础上,对制冷剂R134a、R236fa和RC318等三种工质的喷射器运行性能进行了研究,研究表明:当选择R134a为制冷剂时,系统性能较好,并且所设计的喷射器结构尺寸最小,适用于设置多个喷射器的太阳能喷射制冷系统。当Tg=85℃,Tc=35℃,Te=10℃时,系统COP可以达到0.25;对应制冷量4kW所需的喷嘴喉部直径、喷嘴出口截面直径和混合室直径分别为:0.3075mm、0.4089mm和0.6179mm; (3)为了保证系统的持续高效运行,针对喷射器的数量设计不同的方案。考虑到太阳能辐射值的改变会直接影响集热热水的温度等,本文采用了基于发生温度分区的喷射器个数设置比较方案,分别对系统性能做了研究,并加以对比,结果表明:方案2设置三个喷射器时系统运行的性能最佳。除了个别发生温度外,方案2和方案3的COP相对偏差都在±10%之内,两者的绝对误差数值很小。设置三个喷射器时,在发生温度70℃至85℃的范围内,系统COP维持在0.2以上,最高值能够达到0.288,在保持系统良好性能的同时,减少了喷射器的数量。 【关键词】:喷射器 制冷剂 工况 运行方案
【学位授予单位】:中原工学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB657
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 1. 绪论10-16
  • 1.1 课题的背景和意义10-12
  • 1.1.1 课题研究的背景10-11
  • 1.1.2 课题研究的意义11-12
  • 1.2 课题研究现状12-14
  • 1.3 课题研究的目的、内容和方法14-16
  • 1.3.1 课题研究的目的14
  • 1.3.2 课题研究的内容和方法14-16
  • 2.喷射器数学模型的建立及制冷剂的选择16-41
  • 2.1 太阳能喷射制冷系统的简述16-18
  • 2.2 喷射器的研究及设计18-31
  • 2.2.1 喷射器的概述18-21
  • 2.2.2 喷射器结构设计21-28
  • 2.2.3 喷射器性能分析28-31
  • 2.3 制冷剂的选择31-37
  • 2.3.1 制冷剂对系统性能的影响34-36
  • 2.3.2 制冷剂对喷射器结构的影响36-37
  • 2.4 运行工况对喷射系数的影响37-39
  • 2.5 本章小结39-41
  • 3. 多喷射器太阳能喷射制冷系统的分析计算41-54
  • 3.1 系统性能研究41-48
  • 3.1.1 工况的划分42-43
  • 3.1.2 系统设计方案及性能研究43-48
  • 3.2 不同方案的性能对比48-53
  • 3.3 本章小结53-54
  • 4. 结论与展望54-57
  • 4.1 主要结论54-55
  • 4.2 创新点55
  • 4.3 展望55-57
  • 参考文献57-61
  • 附录:硕士在研期间发表的论文及参与项目61-62
  • 致谢62-63


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