多級離心泵用于輸送制冷劑的特性試驗研究.pdf

1、常規(guī)制冷系統(tǒng)采用壓縮機提供循環(huán)動力，而在有機朗肯循環(huán)、工業(yè)制冷、噴射制冷循環(huán)等系統(tǒng)中需要泵提供循環(huán)動力。制冷劑泵作為噴射制冷系統(tǒng)中關鍵的設備之一，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要作用。在噴射制冷系統(tǒng)的實驗研究中，國內外學者采用離心泵、磁力泵、屏蔽泵、齒輪泵、滑片泵、隔膜泵、油泵等來充當制冷劑泵，而對其進行專門研究的報道卻很少。本文基于太陽能噴射制冷系統(tǒng)中制冷劑泵的運行參數范圍要求，選取多級離心泵作為研究對象，對其基本原理進行了了解，并設計、

2、搭建了試驗臺，主要針對多級離心泵輸送R142b的特性進行試驗研究，為制冷劑泵及系統(tǒng)優(yōu)化設計提供指導依據。概括起來，本文的主要研究工作如下：
　?。?）在常規(guī)回轉動力泵性能測驗閉合回路的基礎上，針對泵輸送制冷劑進行了改進。該試驗系統(tǒng)主要包括制冷劑循環(huán)和水循環(huán)兩部分:1）制冷劑循環(huán)回路主要由制冷劑泵、套管式換熱器、貯液器及錐形截止閥等組成，其中換熱器為逆流換熱；2）水循環(huán)回路主要由恒溫水箱、套管式換熱器、水泵及球閥等組成。通過調試、運

3、行可達到預期試驗要求。
　　（2）本文通過采用該試驗臺，研究了多級離心泵的入口壓力、進出口壓差、流量、轉速、效率、功耗等參數之間的變化規(guī)律，以及變工況運行時泵效能最優(yōu)工作區(qū)間等。
　　研究表明：
　　1)制冷劑泵的入口參數對應冷凝器出口狀態(tài)參數時，以R142b為制冷劑的太陽能噴射制冷系統(tǒng)所需要泵提供的壓差范圍為0.725~1.375MPa。對不同頻率（25/37.5/50Hz）多級離心泵輸送制冷劑的特性進行了試驗研究，

4、當泵入口壓力對應冷凝壓力（pc=0.454MPa，即冷凝溫度tc=35℃對應的飽和壓力)，泵的頻率為25Hz、流量在0.1~1.2m3/h范圍時，泵的進出口壓差介于0.25~0.53MPa，泵的總效率介于4.6％~27.1%，且低于系統(tǒng)運行工況要求；頻率為37.5Hz、流量在0.1~1.6m3/h范圍時，泵的進出口壓差介于0.76~1.20MPa，泵的總效率介于4.3%~29.7%，可滿足系統(tǒng)運行工況要求，而超出此流量范圍則低于該系統(tǒng)要

5、求；頻率為50Hz、流量在2.14~2.66m3/h范圍時，泵的進出口壓差介于0.77~1.35MPa，泵的總效率介于22.0%~30.1%，可滿足系統(tǒng)運行工況要求，而低于此流量則高于該系統(tǒng)要求。因而，當多級泵的頻率為37.5Hz時，所提供的流量和壓差較適合R142b系統(tǒng)的運行工況。
　　2)當進口壓力介于0.338~0.523 MPa（冷凝溫度tc=25~40℃對應的飽和壓力）時，泵的進出口壓差、總效率和功耗隨著吸入壓力升高變化

6、較小，且各參數的相對偏差分別介于-5.4%~6.2%、-2.8%~4.5%和-3.7%~3.0%（相較于泵入口壓力為0.454MPa）。
　　3)制冷劑泵的流量為額定流量（1m3/h）、入口壓力對應冷凝壓力（pc=0.454MPa）時，泵的出口壓力、壓差和功耗隨著頻率的增大而增大；而泵總效率呈現先增加后下降趨勢，最大值約為27.7%，介于25~35Hz之間。
　　4)泵進出口溫升隨流量的增長呈先快速回落、后降低遲緩趨向，期間