论文摘要
传统的蒸气压缩式制冷系统为创造室内舒适的生活和工作环境作出了很大的贡献,但是相应地也带来了一些负面的影响,特别是沉重地加大了能源和环境方面的负担。因此,当前开发和利用天然冷源、低品位能源和回收余热显得尤为紧迫。本课题组提出了一种新型的溶液再生式蒸发冷凝器,它是在传统的蒸发式冷凝器的基础上,将溶液除湿系统的再生器与传统制冷机组的冷凝器耦合在一起,利用冷凝热实现溶液再生,同时利用喷淋除湿后需要再生的溶液强化冷凝器与外界的换热。溶液再生式蒸发冷凝器传热传质过程是非常复杂的,本文首先针对溶液再生式蒸发冷凝器的管外空气流、液流,以及管内制冷剂的整个传热传质过程建立了数学模型,并在此基础上建立了整个制冷系统的数学模型。本文测试了溶液再生式蒸发冷凝器在不同实验条件下的空气、除湿溶液及制冷剂的入出口参数,在大量实验数据基础上,分析了除湿溶液的质量流速及空气迎面风速对溶液再生式蒸发冷凝器空气与液膜之间传质系数的影响。并回归得到了传质系数的经验公式,为设计和优化溶液再生式蒸发冷凝器提供理论依据。本文还通过数值模拟的方法研究溶液再生式蒸发冷凝器外部运行参数的变化对溶液再生能力及制冷系统性能的影响。模拟结果显示:溶液的质量流速、浓度以及空气的迎面风速、含湿量对溶液的再生量及压缩式制冷系统的性能影响较大;通过模拟研究还发现,该溶液再生式蒸发冷凝器溶液的最佳质量流速范围取值为1.95～2.35 kg/m 2? s,空气的最佳迎面风速范围取值为2.63～2.87m/s。实验过程发现该溶液再生式蒸发冷凝器运行稳定,具有应用的可行性。另外本文提出的研究方法,获得的数据与性能趋势,以及得出的结论对该课题后续的深入研究将有一定的参考价值。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 降低空调能耗的迫切性1.2 制冷剂对臭氧层的破坏及对温室效应的影响1.3 蒸发式冷凝器在制冷系统中的应用1.4 溶液再生式蒸发冷凝器用于空调系统的优越性1.5 研究现状1.5.1 蒸发式冷凝器研究现状1.5.2 溶液除湿系统中再生器的发展现状1.6 溶液再生式蒸发冷凝器研究存在的问题1.7 课题研究的内容第二章 溶液再生式蒸发冷凝器的数学模型2.1 氯化锂溶液的物性2.1.1 氯化锂溶液的表面蒸气压2.1.2 氯化锂溶液的定压比热2.1.3 氯化锂溶液的密度2.2 理论模型的建立2.2.1 物理模型的建立2.2.2 控制方程的建立2.2.3 热力学性质方程2.3 溶液再生式蒸发冷凝器的计算流程2.4 本章小结第三章 制冷系统的仿真模型3.1 建模方法3.2 压缩机模型3.3 蒸发器模型3.3.1 物理模型的简化3.3.2 控制方程3.3.3 蒸发器计算程序流程3.4 膨胀阀模型3.5 整个制冷系统计算流程3.6 本章小结第四章 溶液再生式蒸发冷凝器空气与液膜传质系数的测试4.1 实验的目的4.2 实验设计4.2.1 实验装置介绍4.2.2 实验系统4.3 测试方法4.4 实验过程4.5 溶液再生式蒸发冷凝器传热传质分析4.6 实验结果分析4.6.1 溶液质量流速对传质系数的影响4.6.2 空气迎面风速对传质系数的影响4.6.3 传质系数的回归处理4.7 本章小结第五章 溶液再生式蒸发冷凝器的数值模拟研究5.1 数值模拟的目的、内容5.2 溶液再生式蒸发冷凝器相关系数的计算5.2.1 空气对流传热系数k'>5.2.2 管内冷凝传热系数αks'>5.2.3 管外液膜与管壁传热系数αs5.3 溶液再生能力与制冷系统性能的模拟研究5.3.1 溶液质量流速的影响5.3.2 迎面风速的影响5.3.3 空气入口含湿量的影响5.3.4 空气入口温度的影响5.3.5 溶液入口温度的影响5.3.6 溶液入口浓度的影响5.4 本章小结第六章 结论与展望6.1 结论6.2 展望参考文献发表论文和参加科研情况说明致谢
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