渦流管性能及其與制冷系統(tǒng)的耦合特性研究.pdf

1、渦流管是一種結構簡單的能量分離裝置，高壓流體進入渦流管后，由于渦流管的能量分離效應，使得此流體變成溫度高低的兩個部分，分別從渦流管的熱端出口與冷端出口流出。自二十世紀五十年代渦流管受到世人關注以來，其被廣泛應用于制冷、制熱、混合物分離等眾多領域。渦流管結構雖然簡單，但其影響因素較多，多達十五個，目前未有一種機理可以較為全面的解釋渦流管在不同工作條件下的能量分離原因。特別是，當渦流管處于一定工況時，會出現冷端流出熱流體、熱端流出冷流體這種

2、溫度逆轉現象，并且，未有對此現象的詳細研究。鑒于此，本文開展了渦流管性能及其與制冷系統(tǒng)的耦合特性研究，主要從壓力比、冷流比兩個方面來分析渦流管的制冷與制熱性能，尋找渦流管出現冷熱溫度逆轉的邊界條件，并對其與制冷系統(tǒng)的耦合進行較為詳細的熱力學分析。本文研究內容如下:
　　 1)綜述了渦流管的國內外研究現狀。從渦流管結構和材料以及流體工質的工況條件方面詳細介紹了渦流管性能影響因素。對目前存在的渦流管能量分離機理與應用進行了簡單介紹。

3、
　　 2)從渦流管冷端出口流體壓力與熱端出口流體壓力的比值和熱端調節(jié)閥開度出發(fā)，分析該壓力的比值和熱端調節(jié)閥開度的變化對渦流管制冷與制熱性能的影響，通過實驗獲得取得最佳制熱、制冷工況時的壓力條件。
　　 3)研究渦流管處于較小冷流比時的渦流管制冷與制熱效應，分析出現冷熱溫度逆轉現象的原因與出現冷熱逆轉現象的冷流比臨界條件。
　　 4)根據渦流管能量分離性能，分別提出了利用低品位熱源的制熱系統(tǒng)，與新型多溫位制冷系