蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中，確定制冷工質(zhì)后，系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力分別由蒸發(fā)溫度和冷凝溫度決定。蒸發(fā)溫度由系統(tǒng)的功能所決定，而冷凝溫度受環(huán)境介質(zhì)限制。當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時(shí)，壓縮機(jī)的壓縮比增大，由于壓縮機(jī)存在余隙容積，根據(jù)相關(guān)理論求解公式可以看出，隨著壓縮比的增大，壓縮機(jī)的余隙容積逐漸減小，當(dāng)壓縮比增加到某一數(shù)值后使得余隙容積降為零，此時(shí)，壓縮機(jī)便不再吸氣，制冷量也隨之降為零。而本文利用噴射器提高引射流體的壓力而不直接消耗機(jī)械能的特點(diǎn)，將其引入

2、到單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中，搭建蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)制冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并研究系統(tǒng)性能。噴射器利用壓縮機(jī)的排氣作為動(dòng)力，引射蒸發(fā)器出口的制冷工質(zhì)，提高其壓力后送入壓縮機(jī)吸氣口，不僅降低了壓縮比，使系統(tǒng)獲得更低的蒸發(fā)溫度，而且沒有其余的機(jī)械能消耗。噴射器是蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的重要部件，本文用動(dòng)力函數(shù)法計(jì)算得到噴射器的基本尺寸，并在實(shí)驗(yàn)中探究其進(jìn)出口狀態(tài)參數(shù)變化對(duì)噴射系數(shù)以及系統(tǒng)性能的影響。此外，文中對(duì)壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥及氣體噴射

3、器建立數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB語言編制相關(guān)計(jì)算程序，理論模擬系統(tǒng)性能。搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，此實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以通過閥門的開關(guān)實(shí)現(xiàn)單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)與蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的兩種運(yùn)行方式，并在不同工況下對(duì)系統(tǒng)制冷量及系統(tǒng)性能的變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　本研究通過對(duì)蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)制冷系統(tǒng)和傳統(tǒng)單級(jí)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比得出：蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)制冷系統(tǒng)可以獲得比單級(jí)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)更低的蒸發(fā)溫度，并且在較低的蒸發(fā)溫度下，蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)制冷系統(tǒng)性

4、能優(yōu)于單級(jí)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)蒸發(fā)溫度降低到-22.57℃時(shí)（Tk=303.15K），蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)制冷系統(tǒng)的COP開始優(yōu)于單級(jí)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)；當(dāng)蒸發(fā)溫度到-31.43℃時(shí)（Tk=308.15K），單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)將不再產(chǎn)生冷量，這是由于隨著壓比的不斷增大，壓縮機(jī)容積系數(shù)變?yōu)榱悖瑝嚎s機(jī)吸氣量隨之變?yōu)榱?，雖然制冷系統(tǒng)仍在不斷運(yùn)行，但其制冷量卻為零，而本課題中測(cè)得蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)制冷系統(tǒng)可達(dá)到的最低蒸發(fā)溫度為-36.52

5、℃。對(duì)氣體噴射器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，探究其進(jìn)出口參數(shù)的變化對(duì)噴射器噴射系數(shù)及系統(tǒng)性能、制冷量的影響。首先分析了噴射器出口流體壓力變化對(duì)噴射系數(shù)和系統(tǒng)性能及制冷量的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：隨著混合流體出口壓力的增加，噴射系數(shù)逐漸降低，系統(tǒng)制冷量也呈下降趨勢(shì)，但系統(tǒng)COP隨著混合出口流體壓力的變化曲線為二次曲線，當(dāng)噴射器進(jìn)口流體壓力為880KPa時(shí)，混合流體出口壓力在220KPa～240KPa時(shí)系統(tǒng)COP較好；其次分析了工作流體對(duì)噴射系數(shù)及系統(tǒng)的影響

6、。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：當(dāng)工作流體的壓力逐漸增加時(shí)，噴射系數(shù)及系統(tǒng)COP、制冷量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在本文實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)工作流體的壓力為900KPa～930KPa時(shí)，系統(tǒng)COP較好；另外對(duì)噴射器引射流體的壓力與噴射系數(shù)及系統(tǒng)COP、制冷量間的關(guān)系進(jìn)行分析。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：當(dāng)引射流體的壓力增加時(shí)，噴射系數(shù)呈上升趨勢(shì)，隨著噴射系數(shù)的逐漸增加，蒸氣噴射準(zhǔn)雙級(jí)制冷系制冷量呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，但引射流體壓力與系統(tǒng)COP的變化曲線為二次曲線，當(dāng)引射