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《华中科技大学》 2009年
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制冷系统中节流装置的非热力学制约特性研究

岑敏婷  
【摘要】: 广泛应用于工业与民用领域的制冷系统消耗着大量能量,在要求建立两型社会的今天,采取各种措施实现制冷系统的高效节能运行具有十分重大的意义。热力学第二定律规范了制冷系统的最高理论效率,提高制冷系统性能的途径可以按照热力学的原则来进行,比如增大冷凝器和蒸发器的换热能力,以减小由于非等温传热所引起的熵增等。然而现实的制冷装置中还存在着一些机械、材料等方面的因素,制约着系统的性能,对于这类不能用热力学原理解释的制约,本文称之为非热力学制约。 本文研究节流装置在制冷系统中的非热力学制约特性。制冷系统中节流装置的非热力学制约表现为:当冷凝温度过低时,制冷系统会出现制冷量不足、蒸发压力过低等问题。当前国内外文献中对上述问题的原因分析还不统一,有些认为是闪蒸气的原因,有的认为是液态制冷剂温度过低的原因,还有些认为是膨胀阀全开后不再具有流量调节作用。本文以带膨胀阀的超市低温冷藏柜制冷系统和带毛细管的分体落地式空调器作为仿真对象,利用MATLAB软件建立其稳态分布参数模型,针对不同室外干球温度、采用不同孔径膨胀阀或不同直径毛细管的情况分别进行了仿真计算。 仿真结果表明:即使不存在闪蒸气,现有节流装置在冷凝温度过低时,会制约现有制冷系统性能,即,制冷量不足、蒸发压力过低;原因是,冷凝温度过低时节流装置两端压差过小,导致通过节流装置的制冷剂流量急剧减少。 针对现有节流装置的非热力学制约问题,本文提出了一个理想节流装置的概念,并提供了一种实施方案,其特征是,在冷凝温度很低(压差很小)时也能保证有足够的制冷剂供给蒸发器。对采用了理想节流装置的系统进行了性能模拟,结果表明,理想节流装置可以有效消除非热力学制约,且与采用控制最低冷凝压力的实际制冷系统相比,具有很大的节能潜力。 本课题的研究结果将对提升应用在石油、化工、食品、医药等需要全年制冷场合的制冷设备的性能,达到节能目的具有重要参考意义。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU831

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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