努森壓縮機(jī)優(yōu)化分析及努森壓縮制冷系統(tǒng)研究.pdf

1、努森壓縮機(jī)是一種以微/納尺度下的熱流逸效應(yīng)為工作原理的微型器件，僅由一組微通道和一個(gè)連接通道組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)動(dòng)部件、可利用低品位熱能等特點(diǎn)。若將其應(yīng)用于制冷系統(tǒng)中，可為解決制冷領(lǐng)域的節(jié)能和環(huán)保問題開辟一條新途徑。
　　本文首先假設(shè)努森壓縮機(jī)的微通道和連接通道都發(fā)生熱流逸效應(yīng)，分別建立了單級努森壓縮的流量和壓力模型，分析了努森壓縮機(jī)內(nèi)微通道和連接通道的最佳流動(dòng)狀態(tài)和壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸以及運(yùn)行工況對其性能影響。研究表明，壓縮機(jī)微通

2、道內(nèi)的流動(dòng)為剛進(jìn)入自由分子流狀態(tài)（即努森數(shù)取knm=10）時(shí)性能最好;連接通道內(nèi)的流動(dòng)越接近連續(xù)流狀態(tài)，壓縮機(jī)的流量和壓力性能越好，但壓縮機(jī)的效率卻在過渡流中達(dá)到最大，且此時(shí)努森數(shù)為knC=0.695。微通道和連接通道的徑向尺寸越大，越有利于提高壓縮機(jī)的整體性能;而微通道的軸向尺寸越大對提高壓縮機(jī)的整體性能越不利。壓縮機(jī)的運(yùn)行溫度和壓力越低其性能也越高，并且使其它因素的影響也顯著。
　　基于單級壓縮機(jī)模型，進(jìn)一步建立了多級壓縮的性

3、能模型，分別分析了壓差系數(shù)、串聯(lián)級數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及運(yùn)行工況等對其性能影響。研究表明，壓差系數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及運(yùn)行工況結(jié)構(gòu)參數(shù)對多級壓縮機(jī)效率的影響與單級壓縮機(jī)的效率影響基本保持一致，只是串聯(lián)級數(shù)越多其影響越顯著。
　　此外，根據(jù)上述分析的結(jié)論且結(jié)合空調(diào)工況，設(shè)計(jì)了以努森壓縮機(jī)為核心且使用氨、水、R290和R600a等4種目前常用自然工質(zhì)的制冷系統(tǒng)，并對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行性能分析。最后選出最優(yōu)的努森壓縮水系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的仿真分析。研究