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

1、隨著國際上對自然工質(zhì)CO<,2>跨臨界循環(huán)研究的深入,擴展CO<,2>跨臨界制冷循環(huán)系統(tǒng)的應用領(lǐng)域,提高系統(tǒng)的循環(huán)效率,加快其向?qū)嵱没~進是當前研究的關(guān)鍵問題.本文通過理論分析,計算機模擬和實驗研究相結(jié)合,重點對超臨界CO<,2>特性以及跨臨界循環(huán)系統(tǒng)開展了研究. 論文結(jié)合當量溫度法,針對空調(diào)系統(tǒng)的運行工況,分析了采用內(nèi)部熱交換器、提高壓縮機效率、利用膨脹機代替節(jié)流閥、雙級壓縮以及優(yōu)化循環(huán)方式等措施對系統(tǒng)效率的提高幅度.通過對C

2、O<,2>跨臨界雙級壓縮循環(huán)的性能分析,得出了CO<,2>跨臨界雙級壓縮循環(huán)的最佳高壓壓力和最佳中間壓力計算關(guān)聯(lián)式,為系統(tǒng)的設計運行提供理論支持. 論文從分子間力和分子熱運動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理,分析了超臨界流體相變機理,計算了亞穩(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CO<,2>跨臨界循環(huán)系統(tǒng)采用的潤滑油,分析了合成潤滑油的相關(guān)性

3、能,對比分析得到POE和PAG最適合應用于CO<,2>跨臨界循環(huán)系統(tǒng). 在壓縮機和膨脹機中,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>的密度變化最大點的溫度與泄漏量達到最大的溫度的一致性,分析了潤滑油和泄漏通道間隙對泄漏量的影響,得到了潤滑油的含量對泄漏的影響較小,而泄漏通道的間隙對泄漏的影響最大.根據(jù)分析建立了超臨界C

4、O<,2>泄漏實驗系統(tǒng),驗證了對泄漏模型的理論分析.根據(jù)實驗結(jié)果,得出了超臨界CO<,2>理論泄漏模型,對于設計CO<,2>跨臨界循環(huán)壓縮機和膨脹機具有一定的指導意義. 論文針對家用空調(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)實驗臺,并對該系統(tǒng)進行了性能測試.不同工況下的實驗研究表明,所采用的