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吸收式制冷技术在低品位能源利用和保护环境方面具有优势,制冷工质对的特性直接影响吸收式制冷系统的性能。R290-POE组成的工质对与其它工质对相比工作范围广、发生温度低、不结晶、不腐蚀金属,具有广阔的发展前景。
首先,对单效吸收式制冷系统进行优化,通过增添喷射器构成吸收-喷射复合制冷系统,为复合系统和单效系统建立数学模型并确定模拟工况。复合系统的性能优于单效系统,压力比和发生温度对系统性能的影响极大。随着蒸发温度、吸收效率和溶液热交换器效率的提高,系统性能得到改善,冷凝温度和吸收器出口温度对系统性能的影响则相反。
其次,对液-气引射器进行二维数值模拟。根据工作原理设计引射器的结构尺寸。利用CFD技术构建物理模型,选用多相流和湍流模型,给定边界条件并求解,分析流体在引射器内部的压力变化。在其他工况不变的情况下,随着主流流体压力、次流流体压力的提高和出口背压的下降,引射性能得到提升。
最后,搭建实验台,对光滑水平管内工质对的沸腾换热特性展开研究。制冷剂的质量分数为11.1%,测试段为不锈钢套管。依据吸收式制冷循环的实际运行工况确定实验工况,测量各工况下的流动沸腾换热系数。沸腾换热系数随着热流密度和质量流速的增加而提高,大管的沸腾换热系数普遍大于小管,实验所得的压降均小于0.1kPa/m。
数值模拟和实验的结果将有利于优化引射器和发生器的设计,并进一步推动吸收-喷射制冷循环的发展。
首先,对单效吸收式制冷系统进行优化,通过增添喷射器构成吸收-喷射复合制冷系统,为复合系统和单效系统建立数学模型并确定模拟工况。复合系统的性能优于单效系统,压力比和发生温度对系统性能的影响极大。随着蒸发温度、吸收效率和溶液热交换器效率的提高,系统性能得到改善,冷凝温度和吸收器出口温度对系统性能的影响则相反。
其次,对液-气引射器进行二维数值模拟。根据工作原理设计引射器的结构尺寸。利用CFD技术构建物理模型,选用多相流和湍流模型,给定边界条件并求解,分析流体在引射器内部的压力变化。在其他工况不变的情况下,随着主流流体压力、次流流体压力的提高和出口背压的下降,引射性能得到提升。
最后,搭建实验台,对光滑水平管内工质对的沸腾换热特性展开研究。制冷剂的质量分数为11.1%,测试段为不锈钢套管。依据吸收式制冷循环的实际运行工况确定实验工况,测量各工况下的流动沸腾换热系数。沸腾换热系数随着热流密度和质量流速的增加而提高,大管的沸腾换热系数普遍大于小管,实验所得的压降均小于0.1kPa/m。
数值模拟和实验的结果将有利于优化引射器和发生器的设计,并进一步推动吸收-喷射制冷循环的发展。