CO2冷風(fēng)機(jī)性能研究.pdf

1、CO2作為自然界天然存在的物質(zhì)，對(duì)溫室效應(yīng)及臭氧層破壞的影響均較小，是一種環(huán)境友好型制冷工質(zhì)。由于 CO2獨(dú)特的物理特性使其可用于溫度大于-50℃的制冷工況，且具有較大的汽化潛熱，作為制冷工質(zhì)的應(yīng)用前景廣闊。冷風(fēng)機(jī)（空氣冷卻器）作為冷庫制冷系統(tǒng)中的重要制冷設(shè)備之一，也是冷庫制冷系統(tǒng)的主要耗能設(shè)備，其換熱性能的好壞直接影響著整個(gè)制冷系統(tǒng)的制冷效果與能耗。因此，對(duì)CO2冷風(fēng)機(jī)的研究具有重大意義。
　　由于實(shí)驗(yàn)研究周期性且成本高，隨著計(jì)

2、算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算方法對(duì)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能預(yù)測，已經(jīng)成為冷風(fēng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向。本文利用穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)法對(duì)冷風(fēng)機(jī)建立仿真計(jì)算模型，并利用冷風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)對(duì)冷風(fēng)機(jī)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，利用實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)冷風(fēng)機(jī)換熱性能進(jìn)行分析研究。主要內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　1．由仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知，制冷工質(zhì)為 NH3時(shí)，仿真計(jì)算得出冷風(fēng)機(jī)總傳熱系數(shù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均誤差在16％左右；制冷工質(zhì)為C

3、O2時(shí)，總傳熱系數(shù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均誤差在8%左右。驗(yàn)證了本文所建立仿真模型的正確性且具有較高的計(jì)算精度，可用于冷風(fēng)機(jī)的換熱性能預(yù)測與設(shè)計(jì)優(yōu)化。
　　2．冷風(fēng)機(jī)性能測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在校準(zhǔn)箱溫度為0℃～-25℃范圍內(nèi)，制冷工質(zhì)為CO2時(shí)冷風(fēng)機(jī)制冷量比制冷工質(zhì)為NH3時(shí)平均高35%左右
　　3．?dāng)?shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果對(duì)比分析得出，在校準(zhǔn)箱溫度為0℃～-25℃范圍內(nèi)多倍供液，制冷工質(zhì)為NH3與CO2時(shí)，結(jié)果均顯示：1)冷風(fēng)機(jī)總換熱

4、系數(shù)隨著校準(zhǔn)箱溫度的升高而增大；2)隨著循環(huán)倍率的增大，換熱系數(shù)先增大后減小，在循環(huán)倍率為3左右時(shí)，達(dá)到最大值。
　　4．利用仿真計(jì)算模型對(duì)冷風(fēng)機(jī)管內(nèi) CO2的流動(dòng)沸騰換熱及壓降進(jìn)行模擬計(jì)算，分析了管內(nèi)CO2側(cè)的換熱系數(shù)與壓降梯度隨干度的變化趨勢。管內(nèi)CO2流動(dòng)換熱系數(shù)隨著干度的增大呈不規(guī)律變化，其主要與CO2的流型變化有關(guān)；管內(nèi)壓降梯度隨著干度的增大先增大后減小，在CO2發(fā)生干涸處達(dá)到最大值。
　　5．從改變制冷工質(zhì)側(cè) C