制冷系統(tǒng)節(jié)流機(jī)構(gòu)流量特性及系統(tǒng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文搭建了基于液環(huán)法的節(jié)流機(jī)構(gòu)流量特性測試試驗(yàn)臺，對電子膨脹閥的制冷劑質(zhì)量流量特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究；以電子膨脹閥組成的制冷系統(tǒng)為研究對象，采用理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，分析制冷裝置的動態(tài)特性，并進(jìn)行制冷系統(tǒng)穩(wěn)定性研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面： (1)電子膨脹閥流量特性試驗(yàn)及影響因素分析采用不同制冷劑(R22、R407C和R410A)，對不同結(jié)構(gòu)電子膨脹閥進(jìn)行了不同工況條件、制冷劑熱物理學(xué)性質(zhì)條件下的質(zhì)量流量試驗(yàn)，獲得了大量有價值的

2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對流量系數(shù)相關(guān)因素進(jìn)行分析，確定了主要影響參數(shù)為：流通面積、徑向間隙、進(jìn)出口壓差、過冷度、閥后比容、閥前密度； (2)流量系數(shù)關(guān)聯(lián)式的確立在已獲得的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，基于LM(Levenberg-Marquardt)方法訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行流量系數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)模型研究，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練中的若干關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，結(jié)合量綱轉(zhuǎn)換對數(shù)據(jù)預(yù)處理方法進(jìn)行了改進(jìn)，得到了可應(yīng)用于制冷劑質(zhì)量流量預(yù)測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)模型；將逐步回歸方法

3、和逐級回歸法有機(jī)結(jié)合，提出了一種新穎的非線性模型建立方法，并應(yīng)用于流量系數(shù)關(guān)聯(lián)式非線性建模過程，基于鉑金漢原理和最小二乘原理對流量系數(shù)的相關(guān)因素進(jìn)行量綱分析，獲得了誤差較小的非線性模型，并進(jìn)行了模型驗(yàn)證和不確定性分析；與D.D.Wile關(guān)聯(lián)式預(yù)測效果進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了本文關(guān)聯(lián)式的有效性。 (3)閥頭線型設(shè)計通用模型結(jié)合實(shí)際制冷空調(diào)系統(tǒng)特性，對閥頭線型設(shè)計進(jìn)行了分析，建立了通用幾何模型，量化分析閥頭線型與流通面積的變化規(guī)律；結(jié)合制

4、冷劑質(zhì)量流量系數(shù)關(guān)聯(lián)式，對特定工況條件下線性流量特性電子膨脹閥進(jìn)行了閥頭線型設(shè)計，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明本文的設(shè)計方法完全可以滿足工程的需要。 (4)蒸汽壓縮式制冷裝置多變量控制特性的研究從制冷系統(tǒng)的特性出發(fā)，利用本文獲得的電子膨脹閥流量系數(shù)關(guān)聯(lián)式，建立了自動控制用多輸入多輸出數(shù)學(xué)模型，采用集總參數(shù)法和移動相界面法建立了蒸發(fā)器、冷凝器、電子膨脹閥、壓縮機(jī)各部件的動態(tài)模型，并進(jìn)行了線性化和降階處理，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行比較，

5、驗(yàn)證了該數(shù)學(xué)模型的正確性，通過系統(tǒng)特性分析指出應(yīng)采用多輸入多輸出的控制策略實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制，利用4階線性模型，分析了穩(wěn)態(tài)工況點(diǎn)的變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，確定了系統(tǒng)的不穩(wěn)定區(qū)域，得到了最小穩(wěn)定過熱度曲線，為蒸汽壓縮式制冷裝置的自適應(yīng)控制研究提供了基礎(chǔ)。 (5)蒸發(fā)器供液回路穩(wěn)定性分析基于最小穩(wěn)定過熱度理論，將蒸發(fā)器過熱度對膨脹閥的開度表示成非線性環(huán)節(jié)，并用描述函數(shù)法分析蒸發(fā)器供液回路的穩(wěn)定性。指出PI參數(shù)和過熱度設(shè)定值對穩(wěn)定性的