CO2冷風機性能研究.pdf

1、CO2作為自然界天然存在的物質，對溫室效應及臭氧層破壞的影響均較小，是一種環(huán)境友好型制冷工質。由于 CO2獨特的物理特性使其可用于溫度大于-50℃的制冷工況，且具有較大的汽化潛熱，作為制冷工質的應用前景廣闊。冷風機（空氣冷卻器）作為冷庫制冷系統(tǒng)中的重要制冷設備之一，也是冷庫制冷系統(tǒng)的主要耗能設備，其換熱性能的好壞直接影響著整個制冷系統(tǒng)的制冷效果與能耗。因此，對CO2冷風機的研究具有重大意義。
　　由于實驗研究周期性且成本高，隨著計

2、算機科學技術的發(fā)展，利用計算機仿真計算方法對冷風機進行優(yōu)化設計和性能預測，已經(jīng)成為冷風機產(chǎn)品設計的主要發(fā)展方向。本文利用穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)法對冷風機建立仿真計算模型，并利用冷風機性能試驗臺對冷風機樣機進行實驗研究，利用實驗研究與數(shù)值模擬相結合的方法，對冷風機換熱性能進行分析研究。主要內(nèi)容及結論如下：
　　1．由仿真計算結果與實驗結果對比可知，制冷工質為 NH3時，仿真計算得出冷風機總傳熱系數(shù)與實驗結果的平均誤差在16％左右；制冷工質為C

3、O2時，總傳熱系數(shù)與實驗結果的平均誤差在8%左右。驗證了本文所建立仿真模型的正確性且具有較高的計算精度，可用于冷風機的換熱性能預測與設計優(yōu)化。
　　2．冷風機性能測試實驗結果顯示，在校準箱溫度為0℃～-25℃范圍內(nèi)，制冷工質為CO2時冷風機制冷量比制冷工質為NH3時平均高35%左右
　　3．數(shù)值計算和實驗測試結果對比分析得出，在校準箱溫度為0℃～-25℃范圍內(nèi)多倍供液，制冷工質為NH3與CO2時，結果均顯示：1)冷風機總換熱

4、系數(shù)隨著校準箱溫度的升高而增大；2)隨著循環(huán)倍率的增大，換熱系數(shù)先增大后減小，在循環(huán)倍率為3左右時，達到最大值。
　　4．利用仿真計算模型對冷風機管內(nèi) CO2的流動沸騰換熱及壓降進行模擬計算，分析了管內(nèi)CO2側的換熱系數(shù)與壓降梯度隨干度的變化趨勢。管內(nèi)CO2流動換熱系數(shù)隨著干度的增大呈不規(guī)律變化，其主要與CO2的流型變化有關；管內(nèi)壓降梯度隨著干度的增大先增大后減小，在CO2發(fā)生干涸處達到最大值。
　　5．從改變制冷工質側 C