机房专用空调力博特FH290A的模拟仿真

论文摘要

制冷空调系统是世界上消耗能量最多的系统之一,如何提高制冷空调装置的性能、降低能耗是人们追求的目标。而仿真技术则可以帮助人们有效地利用计算机的强大功能,最大限度地改进所研究系统的性能,为制冷空调产品设计的现代化提供了广阔前景。 空调系统的仿真计算需要对制冷剂、热力膨胀阀、压缩机、蒸发器和冷凝器进行数值分析。通过分析机房专用空调的系统结构及压缩制冷循环,在对制冷剂R22热力性质的多项式拟合、制冷空调压缩机的流量与功率特性分析、热力膨胀阀的容量及稳定特性分析、以及做出蒸发器及冷凝器数据模型的基础上,建立机房专用空调-力博特FH290A系统各部件模型的输入、输出状态参数的函数关系。该模型由蒸发器、冷凝器、热力膨胀阀及压缩机组成,用能量平衡、压力平衡、质量平衡等三个约束条件将部件联系起来并进行求解。由于对空调系统的仿真采用一般的解非线性方程组的方法,可以使用MATLAB进行仿真。这种求解方式的优点是节省大量的算法设计和编程时间。 在正常的空调工况范围内,理论计算得出的结果与实验数据进行了对比,结果证实了仿真模型的准确性。 计算机仿真技术现已成为制冷空调系统研究与优化设计的最有效的方法和强有力的工具。本文系统分析了制冷空调研究中引入计算机仿真方法的概念和特点,对其应用前景进行了展望。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状及内容分析
• 1.2.1 建模方法
• 1.2.2 部件模型
• 1.3 仿真算法
• 1.3.1 传统迭代算法
• 1.3.2 有限差分算法
• 1.3.3 N-R算法
• 1.3.4 人工神经网络算法
• 1.4 空调仿真的发展方向
• 第2章 机房专用空调的系统结构及制冷原理
• 2.1 机房专用空调的系统结构、
• 2.2 压缩式制冷系统的工作原理
• 2.2.1 制冷量和制冷系数
• 2.2.2 压缩机输入功
• 2.2.3 压力-比焓图
• 2.3 本章小结
• 第3章 制冷剂R22的热力性质及计算
• 3.1 制冷工质的热力学性质及使用要求
• 3.1.1 热力学性质要求
• 3.1.2 物理、化学性质及要求
• 3.2 制冷剂热力性质的计算方法
• 3.2.1 图表法
• 3.2.2 状态方程法
• 3.2.3 拟合关联式法
• 3.3 本章小结
• 第4章 制冷空调压缩机的模型构建
• 4.1 往复式制冷压缩机的理论循环
• 4.1.1 往复式压缩机的理论输气量
• 4.1.2 压缩机消耗的理论功率
• 4.2 制冷压缩机的基本性能参数
• 4.2.1 实际输气量
• 4.2.2 容积效率
• 4.2.3 制冷量
• 4.2.4 排热量
• 4.2.5 指示功率和指示效率
• 4.2.6 轴功率、轴效率和机械效率
• 4.2.7 电功率和电效率
• 4.2.8 性能系数
• 4.3 往复式制冷压缩机的运行特性
• 4.3.1 往复式制冷压缩机的工作原理
• 4.3.2 往复式制冷压缩机的热力性能
• 4.4 本章小结
• 第5章 制冷空调热力膨胀阀的模型构建
• 5.1 热力膨胀阀的结构及工作原理
• 5.2 热力膨胀阀的工作性能分析
• 5.3 热力膨胀阀的容量
• 5.4 热力膨胀阀与蒸发器系统稳定特性
• 5.5 本章小结
• 第6章 强制通风式冷凝器的模型构建
• 6.1 冷凝器相关参数的计算
• 6.1.1 传热表面的内外污垢系数
• 6.1.2 冷却介质的流速
• 6.1.3 冷却介质的温升
• 6.1.4 冷凝负荷系数
• 6.2 强制通风空气冷却式冷凝器的参数计算
• 6.2.1 表面传热系数及翅片节簇的翅片效率和表面效率的计算
• 6.2.2 氟利昂在管内的凝结传热系数的计算
• 6.2.3 空冷式冷凝器的传热方程
• 6.2.4 空冷式冷凝器整体结构尺寸的确定
• 6.2.5 空冷式冷凝器的空气侧阻力及风机参数计算
• 6.3 本章小结
• 第7章 蒸发器的模型构建
• 7.1 蒸发器的作用和工作过程
• 7.2 制冷剂在水平管内的沸腾换热
• 7.2.1 制冷剂在管内的单相受迫对流换热
• 7.2.2 纯制冷剂在管内的沸腾换热
• 7.3 润滑油对管内沸腾换热的影响
• 7.4 表面式蒸发器的空气侧换热
• 7.5 本章小结
• 第8章 空调制冷装置系统仿真
• 8.1 部件模型
• 8.2 仿真算法
• 8.2.1 系统仿真模型
• 8.2.2 迭代判据的确定
• 8.2.3 迭代变量的选择
• 8.2.4 系统稳态仿真算法流程
• 8.3 空调运行数据测量
• 8.4 空调运行数据与仿真数据对比
• 8.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢