自復疊熱泵系統(tǒng)的理論分析與實驗研究.pdf

1、本文主要研究自復疊熱泵系統(tǒng)結構改進。研究內容包括：自復疊熱泵系統(tǒng)?分析及循環(huán)熱力計算；蒸發(fā)管數(shù)值模擬；冷凝器改進；自復疊熱泵系統(tǒng)的實驗研究。
　　首先對實驗系統(tǒng)做了?分析及循環(huán)計算，計算結果表明，對于自復疊熱泵系統(tǒng)而言，其?損失主要集中在壓縮機、節(jié)流機構、蒸發(fā)器及冷凝器上。考慮到對壓縮機降低?損失的困難，提出使用電子膨脹閥代替熱力膨脹閥及增加回熱器以提高節(jié)流機構的?效率的節(jié)流機構改進方案。
　　其次,對單根U型管內的蒸發(fā)問題

2、進行了模擬。根據(jù)實際蒸發(fā)器內可能發(fā)生的問題，對純R23制冷劑的管內蒸發(fā)及含有質量分數(shù)為8%R134a的R23混合制冷劑進行了數(shù)值模擬。模擬結果表明：純R23制冷劑在管內蒸發(fā)時，管內的流型發(fā)展依次出現(xiàn)了泡狀流、彈狀流及環(huán)狀流。對于含有8%R134a的R23混合制冷劑的模擬結果發(fā)現(xiàn)，其管內的蒸發(fā)速度明顯低于純R23制冷劑的管內蒸發(fā)速度。產生這種現(xiàn)象的原因是：混合制冷劑比純制冷劑易于達到核態(tài)沸騰完全抑制狀態(tài)，分界面上易揮發(fā)組分的蒸發(fā)，使得分界

3、面飽和溫度上升，減少了給汽泡生長提供熱量的有效溫差，同時混合物的傳質阻力減緩了汽泡的生長率，削弱了核態(tài)沸騰，導致了混合物的抑制狀態(tài)更容易達到，造成傳熱惡化。決定使用精餾器來代替汽液分離器以改善蒸發(fā)器的換熱效果。
　　根據(jù)非共沸混合工質在換熱時其換熱系數(shù)要低于純組分工質的換熱效果這一現(xiàn)象，本文提出在冷凝器上增加一個分離器來提高冷凝器的換熱效果并使混合制冷劑充分分離的實驗方案，在此實驗方案的基礎上，搭建了實驗臺。
　　最后，對負

4、載及空載時有無分離器及不同制冷劑充注比例時不同測量點的溫度進行了實驗測量，并對自復疊系統(tǒng)與兩級壓縮、噴氣增焓系統(tǒng)進行了對比并觀察了冷凝器內的流型變化。得到主要結論：經(jīng)過分離后的非共沸工質所具有的最大傳熱溫差及傳熱窄點現(xiàn)象得到了有效抑制，影響其換熱的傳質熱阻也大大減小，同時經(jīng)過分離器分離后的制冷劑與冷凝器的換熱重新回到了換熱開始階段，制冷劑蒸汽能夠與管壁直接接觸提高了換熱系數(shù)，并結合實際觀測到的流型進行了驗證。通過自復疊系統(tǒng)與其它幾種系統(tǒng)