超臨界CO-,2-流體特性及跨臨界循環(huán)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著國(guó)際上對(duì)自然工質(zhì)CO<,2>跨臨界循環(huán)研究的深入,擴(kuò)展CO<,2>跨臨界制冷循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,提高系統(tǒng)的循環(huán)效率,加快其向?qū)嵱没~進(jìn)是當(dāng)前研究的關(guān)鍵問(wèn)題.本文通過(guò)理論分析,計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合,重點(diǎn)對(duì)超臨界CO<,2>特性以及跨臨界循環(huán)系統(tǒng)開(kāi)展了研究. 論文結(jié)合當(dāng)量溫度法,針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行工況,分析了采用內(nèi)部熱交換器、提高壓縮機(jī)效率、利用膨脹機(jī)代替節(jié)流閥、雙級(jí)壓縮以及優(yōu)化循環(huán)方式等措施對(duì)系統(tǒng)效率的提高幅度.通過(guò)對(duì)C

2、O<,2>跨臨界雙級(jí)壓縮循環(huán)的性能分析,得出了CO<,2>跨臨界雙級(jí)壓縮循環(huán)的最佳高壓壓力和最佳中間壓力計(jì)算關(guān)聯(lián)式,為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行提供理論支持. 論文從分子間力和分子熱運(yùn)動(dòng)的角度分析了液體表面張力的成因,分析了CO<,2>亞穩(wěn)態(tài)的特性以及氣泡成核機(jī)理,分析了超臨界流體相變機(jī)理,計(jì)算了亞穩(wěn)相變中氣泡形成所消耗的表面功,得到了該不可逆損失占理論膨脹功的比例.論文還針對(duì)CO<,2>跨臨界循環(huán)系統(tǒng)采用的潤(rùn)滑油,分析了合成潤(rùn)滑油的相關(guān)性

3、能,對(duì)比分析得到POE和PAG最適合應(yīng)用于CO<,2>跨臨界循環(huán)系統(tǒng). 在壓縮機(jī)和膨脹機(jī)中,泄漏損失是影響效率的主要原因之一.論文總結(jié)了各種型式的泄漏模型,重點(diǎn)分析了CO<,2>超臨界流體在平板模型中的泄漏,在相同入口壓力下,得到了CO<,2>的密度變化最大點(diǎn)的溫度與泄漏量達(dá)到最大的溫度的一致性,分析了潤(rùn)滑油和泄漏通道間隙對(duì)泄漏量的影響,得到了潤(rùn)滑油的含量對(duì)泄漏的影響較小,而泄漏通道的間隙對(duì)泄漏的影響最大.根據(jù)分析建立了超臨界C

4、O<,2>泄漏實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),驗(yàn)證了對(duì)泄漏模型的理論分析.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出了超臨界CO<,2>理論泄漏模型,對(duì)于設(shè)計(jì)CO<,2>跨臨界循環(huán)壓縮機(jī)和膨脹機(jī)具有一定的指導(dǎo)意義. 論文針對(duì)家用空調(diào)使用的管翅式換熱器,建立了CO<,2>氣體冷卻器和蒸發(fā)器模型,模擬了CO<,2>氣體冷卻器和蒸發(fā)器管內(nèi)換熱及壓降性能隨各參數(shù)的變化情況.建立了CO<,2>跨臨界空氣-空氣循環(huán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試.不同工況下的實(shí)驗(yàn)研究表明,所采用的