本文關(guān)鍵詞：蒸發(fā)器用分流器的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器是冷量傳遞的換熱部件,其性能的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu),由液態(tài)單相變?yōu)闅庖簝上�。制冷劑氣液兩相流能否均勻的分配到蒸發(fā)器的各支路,對蒸發(fā)器的換熱性能影響較大。分流器作為蒸發(fā)器的輔助部件,是實(shí)現(xiàn)向蒸發(fā)器各支路均勻分配制冷劑的關(guān)鍵部件,其分流過程的均勻性對蒸發(fā)器的性能有重要的影響。通過對國內(nèi)外文獻(xiàn)的閱讀和企業(yè)產(chǎn)品的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)目前蒸發(fā)器用分流器的種類繁多,沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn),且傳統(tǒng)分流器由于其在分流原理上存在先天不足,無法徹底克服其分配不均的缺點(diǎn),導(dǎo)致蒸發(fā)器傳熱性能惡化,亟待開展新型分流器的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究�；诖�,本文主要研究內(nèi)容如下:一、按照制冷劑從節(jié)流閥節(jié)流后經(jīng)再混合、流型整定、再分配的過程對分流器進(jìn)行分類。在研究傳統(tǒng)分流器的基礎(chǔ)上,提出新的等干度、等流量分流理念,即將傳統(tǒng)的兩相流均勻分配過程轉(zhuǎn)化為單相流的均勻分配過程。建立了氣液分離式液態(tài)單相分流器的設(shè)計(jì)模型,并設(shè)計(jì)出兩種不同結(jié)構(gòu)的氣液分離式分流器。二、采用FLUENT軟件分別對兩種結(jié)構(gòu)的氣液分離式分流器、CAL分流器和文丘里分流器進(jìn)行氣液兩相分部仿真。結(jié)果表明:對于分相式分流器,當(dāng)供液管上有U型彎或者彎頭時(shí),能夠使氣液兩相制冷劑實(shí)現(xiàn)預(yù)分離。文丘里分流器容易出現(xiàn)分流不均現(xiàn)象,CAL分離器基本能夠?qū)崿F(xiàn)等干度、等流量分配;2號氣液分離式分流器與1號氣液分離式分流器相比,其氣液分離的程度更徹底,更容易實(shí)現(xiàn)將兩相流分配過程轉(zhuǎn)化為單相流的分配過程。三、在冷風(fēng)機(jī)性能測試實(shí)驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上,搭建了分流器測試裝置,分別在同一臺冷風(fēng)機(jī)上安裝文丘里分流器、CAL分流器、1號氣液分離式分流器和2號氣液分離式分流器,在庫溫為0℃、-4℃、-8℃、-12℃、-16℃、-20℃工況下,測試?yán)滹L(fēng)機(jī)的性能和分流器的壓降性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)在-18℃庫溫工況下,安裝兩種氣液分離式分流器時(shí),蒸發(fā)器的制冷量和傳熱系數(shù)隨氣體旁通閥開度的增加都呈現(xiàn)先增加后減小的規(guī)律,對于兩種形式的氣液分離式分流器都有一個(gè)最佳的抽氣量。1號和2號氣液分離式分流器分別在開度4和開度2時(shí),蒸發(fā)器的制冷量達(dá)到最大值,分別是5.015kW和5.142kW;在開度3時(shí),蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)達(dá)到最大值,分別是30.2W/(m2·K)和30.6W/(m2·K)。在相同的開度下,2號分流器的傳熱系數(shù)稍大于1號分流器的傳熱系數(shù)。(2)在相同的實(shí)驗(yàn)工況下,安裝四種不同的分流器,蒸發(fā)器樣機(jī)的制冷量和傳熱系數(shù)的大小順序是2號氣液分離式分流器的制冷量大于1號氣液分離式分流器的制冷量大于CAL分流器的制冷量大于文丘里式分流器的制冷量,按照qyfl關(guān)、qyfl開1、qyfl開2、CAL、文丘里、二qyfl關(guān)、二qyfl開1和二qyfl開2的安裝順序,在0℃庫溫時(shí),二qyfl開2比其他分流器制冷量分別提高了15.6%、9.8%、10.2%、8.6%、12.5%、1.2%和0.7%,傳熱系數(shù)分別提高了15.5%、9.7%、10.2%、9.0%、13.5%、1.2%和0.7%;在-18℃庫溫時(shí),二qyfl開2比其他分流器制冷量分別提高了7.2%、10.1%、2.6%、6.8%、9.1%、1.2%和1.1%,傳熱系數(shù)分別提高了15.9%、9.4%、4.5%、2.8%、6.3%、4.0%和4.4%。(3)安裝四種形式分流器時(shí),分流器的壓降、蒸發(fā)器的壓降和總壓降都隨著庫溫的降低而減小。其中文丘里分流器的壓降占蒸發(fā)器總壓降的百分比較高,其他三種分流器的壓降占蒸發(fā)器總壓降的百分比較小。在相同的工況下,文丘里分流器的壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他三中形式分流器的壓降,其次是1號氣液分離式分流器、CAL分流器和2號氣液分離式分流器。對于兩種結(jié)構(gòu)的氣液分離式分流器來說,在相同的工況下,其壓降隨著氣體旁通閥(針閥)開度的增加而降低。四、根據(jù)氣液兩相流的流型理論對孔板型分流器進(jìn)行改進(jìn),為了使制冷劑氣液兩相充分混合,用相同孔徑的銅管代替孔板,其中管長為管徑的3倍,提供充足的氣液混合流道。并將改裝前后的分流器分別安裝在同一臺冷風(fēng)機(jī)上,測試其對冷風(fēng)機(jī)性能的影響。研究表明:在相同的校準(zhǔn)箱溫度下,冷風(fēng)機(jī)在安裝改進(jìn)分流器時(shí),其制冷量和傳熱系數(shù)都大于安裝舊分流器時(shí)的制冷量和傳熱系數(shù),在整個(gè)實(shí)驗(yàn)工況區(qū)間,其制冷量變化區(qū)間分別為6.02kW~7.17kW和5.10kW~5.39kW,其平均傳熱系數(shù)分別為27.02W/(m2·K)和32.95W/(m2·K)。改進(jìn)后的分流器能使汽液兩相充分混合和分配,在一定程度上增加制冷劑與管壁的接觸面積,冷風(fēng)機(jī)換熱面積得到充分利用。
【關(guān)鍵詞】：制冷系統(tǒng) 分流器 蒸發(fā)器 制冷量 傳熱系數(shù) CFD
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB657
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究背景11
• 1.2 研究現(xiàn)狀及進(jìn)展11-20
• 1.2.1 分流器測試方法的研究11-14
• 1.2.2 國內(nèi)外分流器研究現(xiàn)狀14-20
• 1.3 研究意義20-21
• 1.4 研究內(nèi)容21-22
• 第二章 氣液兩相流的分配機(jī)理22-28
• 2.1 分流器的分類及分配機(jī)理22-24
• 2.2 分流器的分配原理24-26
• 2.3 分流器的影響因素26-27
• 2.4 傳統(tǒng)分流器的弊端27
• 2.5 新型分流器的優(yōu)勢及可行性27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 氣液分離式分流器的理論分析及設(shè)計(jì)28-33
• 3.1 氣液分離式分流器理論模型28-30
• 3.1.1 供液管數(shù)學(xué)模型28-29
• 3.1.2 分流毛細(xì)管數(shù)學(xué)模型29
• 3.1.3 分流器直徑模型29-30
• 3.2 氣液分離分流器結(jié)構(gòu)參數(shù)30-32
• 3.3 分流器壓降性能對比分析32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 分流器的CFD模擬33-49
• 4.1 CFD的介紹33
• 4.2 基本控制方程33-36
• 4.3 分流器的計(jì)算模型36-47
• 4.3.1 幾何模型36
• 4.3.2 湍流模型的選取36-38
• 4.3.3 多相流模型的選擇38-41
• 4.3.4 邊界條件及材料選取41
• 4.3.5 網(wǎng)格劃分41-42
• 4.3.6 數(shù)值模擬結(jié)果及分析42-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 分流器的實(shí)驗(yàn)研究49-73
• 5.1 實(shí)驗(yàn)臺介紹49-53
• 5.1.1 冷風(fēng)機(jī)性能測試設(shè)備49-52
• 5.1.2 數(shù)據(jù)測量儀表及控制設(shè)備52-53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法53-58
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)原理53-57
• 5.2.2 測量方法57
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備精度57-58
• 5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析58-63
• 5.3.1 不同分流器下冷風(fēng)機(jī)制冷量對比分析58
• 5.3.2 不同分流器下冷風(fēng)機(jī)傳熱系數(shù)對比分析58-59
• 5.3.3 不同分流器的壓降性能對比59-61
• 5.3.4 蒸發(fā)器性能隨氣液分離式分流器氣體旁通閥開度的研究61-62
• 5.3.5 不同分流器下蒸發(fā)器平均過熱度對比62-63
• 5.4 改進(jìn)型孔板分流器對蒸發(fā)器性能影響的實(shí)驗(yàn)研究63-66
• 5.4.1 孔板分流器改進(jìn)前后結(jié)構(gòu)示意圖63-64
• 5.4.2 冷風(fēng)機(jī)樣機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸及流路圖64-65
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析對比65-66
• 5.5 蒸發(fā)器各流路進(jìn)出口熱電偶的標(biāo)定66-68
• 5.6 實(shí)驗(yàn)的不確定度分析68-71
• 5.6.1 不確定度的數(shù)學(xué)模型68-69
• 5.6.2 制冷量和傳熱系數(shù)不確定度的計(jì)算69-71
• 5.7 本章小結(jié)71-73
• 第六章 結(jié)論及展望73-77
• 6.1 結(jié)論73-75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 發(fā)表論文及參加科研情況說明82-83
• 致謝83-84

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 紀(jì)國良;;色譜分流器在定量分析中的應(yīng)用[J];分析儀器;1981年03期

2 李仲民;關(guān)于低感分流器制造和使用的幾個(gè)問題[J];低壓電器;1987年04期

3 薛曄;用外部補(bǔ)償改善分流器的響應(yīng)特性[J];高壓電器;1990年02期

4 余存儀,余德明;盤式分流器的研制[J];高壓電器;1990年05期

5 ;文摘[J];液壓與氣動;1992年01期

6 黃殿芳;一種新型結(jié)構(gòu)的分流器[J];中國儀器儀表;1997年06期

7 孫尚超;;缸蓋分流器的改進(jìn)[J];裝備維修技術(shù);1998年02期

8 張建永;賈云濤;岳偉;;一種測量脈沖大電流的改進(jìn)分流器設(shè)計(jì)[J];電子測量技術(shù);2013年06期

9 高晶丹;丁國良;胡海濤;高屹峰;宋吉;;不同結(jié)構(gòu)分流器的分流性能比較[J];制冷技術(shù);2013年03期

10 王遠(yuǎn)征;石菊園;曹陽;;局部-線性-順序分流器發(fā)熱功耗計(jì)算[J];中國空間科學(xué)技術(shù);1990年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 梁俊杰;莊嶸;;論兩相流分流器性能評價(jià)體系[A];中國制冷學(xué)會2005年制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

2 董續(xù)君;黃輝;張?zhí)?邵英;梁俊杰;;空調(diào)器中制冷劑分流器及其組件的性能研究[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展——第三屆制冷空調(diào)新技術(shù)研討會論文集[C];2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姬衛(wèi)川;蒸發(fā)器用分流器的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：蒸發(fā)器用分流器的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：449647