基于半理論模型的跨臨界CO2制冷系統(tǒng)仿真及氣體冷卻器性能研究.pdf

1、二氧化碳作為一種環(huán)境友好的自然工質制冷劑，具有許多其它制冷劑無法替代的優(yōu)點，已成為制冷劑替代的一個重要方向。關于跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)的研究引起了眾多學者的關注。 本文根據(jù)文獻中公開發(fā)表的實驗數(shù)據(jù)建立了跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中各部件的半理論模型，編制了基于半理論模型的跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)仿真計算程序。計算了文獻中的跨臨界二氧化碳系統(tǒng)運行工況，將計算結果與文獻中公開發(fā)表的實驗數(shù)據(jù)進行比較表明了這種半理論模型的可行性，可用此模型進

2、行跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中各狀態(tài)點參數(shù)計算及系統(tǒng)的變工況分析。 對跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)的熱力學第二定律分析表明氣體冷卻器是跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中的重要部件，其不可逆損失大，因此提高氣體冷卻器的性能、降低其不可逆損失可以顯著提高整個跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)的性能。 本文對跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中的管片式氣體冷卻器建立了仿真計算模型，分別采用集總參數(shù)法和分布參數(shù)法對某典型的二氧化碳管片式氣冷器進行了計算，計算結果與文獻中的

3、實驗數(shù)據(jù)符合得很好，比較結果表明所建立模型的正確性。并詳細分析了在不同狀況下各參數(shù)的變化對二氧化碳在管內沿流動方向上的物性的變化以及對整個換熱器換熱性能的影響。另外本文還基于兩種不同的二氧化碳換熱系數(shù)計算模型采用集總參數(shù)法對二氧化碳微通道平行流氣冷器進行了計算，在將各自的計算結果與文獻中實驗數(shù)據(jù)比較的基礎上評價了兩種換熱系數(shù)計算模型的優(yōu)劣。 最后，本文初步完成了跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)多功能實驗臺的設計。詳細描述了跨臨界二氧化碳制