co2冷风机结构参数研究与优化

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1、密级：学校代码：１００６９类型：应用基础研宄学号：１２０１５０１７８？爻津；Ｉ耆ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＯＭＭＥＲＣＥ硕士学位论文ｃｏ２冷风机结构参数研究与优化ＳｔｕｄｙａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅＣＯ２ＡｉｒＣｏｏｌｅｒ研究生：李堃专业名称：制冷及低温工程指导教师：申江教授＃天津商业大学机械工程学院二〇一八年五月独创性声明及使用授权声明―、学位论文独创性声明本人所撰巧的学位论文足在指导教师的指导卜独完成的研究成果。除已明确标

2、注或得到许可外，所撰写的学位论文中＋包含他人己申请学位或其他用途所使用过的成果，不包含其他个人或集体己经发表或撰Ｍ过的研宂成果，本人的指导教师对此进行了审定，。对本文的研宄做出重要贡献的个人或集体本人己在文中做出明确的说明。。并表示谢意如有不实，木人承袒相应办任二、学位论文及研宄成果使用授权声明本人同意授权天津商业大学以非赢利方式保存、使卬木人的学位论文的电＋版及纸质版。授权天津商业大学将本论文的全部内容或邰分内容提供给有关方面编入数据库进行检索、出版及提供信息服务。同总学校叫Ｗ家荇关部门或机构送交论文的Ｍ印件和磁盘。本人在校期间取得的研究数据、相

3、关成果等知识产权史丨天津商业大学所冷＇往：涉及保密的学位论文在解密后适用本授权＾学位论文作者签字：指导教师签字：）ｉ＾ｆ口期：＞０年／月砵丨１分类号：学校代码：10069密级：研究生学号：120150178CO2冷风机结构参数研究与优化StudyandOptimizationofStructureParametersoftheCO2AirCooler研究生姓名：李堃专业名称：制冷及低温工程指导老师姓名：申江教授论文提交时间：二零一八年五月学位授予单位：天津商业大学摘要国民经济的飞速发展使得人们追求更高品质的生活，这对食品冷链技术提出了更高的要求。冷库的贮藏

4、技术是冷链物流中至关重要的一环，而冷风机又是冷库制冷系统所用主要核心设备之一，其性能的优化对于冷库整体的节能优化具有重要意义。由于传统制冷剂的使用受制于臭氧层空洞和温室效应等环境问题，科研人员开始把目光重新投向于CO2等天然制冷剂。因此作为两者结合的CO2冷风机，其结构参数的优化以及性能的改进对制冷行业来说很有意义。本文首先通过建立的数学模型，理论计算了CO2冷风机中翅片管结构参数对CO2冷风机换热性能的影响，并根据计算所得结果对翅片管结构参数的优化提出了一些建议。其次，使用Fluent软件仿真模拟了导流罩结构参数对轴流风机在冷风机内性能表现的影响，同时比较了两种不同出口形状的优劣。

5、最后，通过改进后的实验台对仿真模拟的部分结果进行了实验验证，根据实验测试所得结果对导流罩形状尺寸的优化提供了一些思路。理论计算和实验测试所得主要结论如下：（1）数值计算发现CO2冷风机中翅片管的相关结构参数对冷风机的换热性能有着重要的影响。其中，管排数、管间距、翅片间距对冷风机换热性能的影响要远大于管径、翅片厚度。考虑到上述结构参数对冷风机的体积尺寸以及金属耗材量也有影响，在进行优化改进时需要综合考虑作出取舍。（2）仿真模拟发现CO2冷风机中导流罩进、出口形状对轴流风机在冷风机中的气动性能表现有着一定的影响。其中，导流罩入口由直角接口改为圆弧接口效果显著，可以将轴流风机风量提升20%

6、；出口增设圆弧式过渡段或渐扩式过渡段，也对轴流风机的风量有着明显的提升，风量提升量在7%左右。（3）仿真结果显示，导流罩入口采用圆弧接口，出口增设圆弧过渡段后，在一定范围内圆弧半径的增大可以继续提升轴流风机的风量；出口采用渐扩式过渡段时，存在一个最佳扩展角，此时轴流风机风量提升最大；从最佳效果来看，出口过渡段采用圆弧式要优于渐扩式。（4）实验结果验证了导流罩进、出口形状以及尺寸大小对轴流风机风量的影响，与仿真计算结果相比，两者尽管在增幅上有一定的偏差，但增长趋势基本相同，在一定程度上验证了仿真结果的可靠性。（5）实验结果同时显示了导流罩进、出口形状以及尺寸大小对冷风机迎风面上的风速均

7、匀性有一定的优化作用。关键词：CO2冷风机；翅片管；导流罩；性能优化IABSTRACTTherapiddevelopmentofnationaleconomy,peoplearepursuingahigherlifequality,whichdemandsahigherlevelforfoodcoldchaintechnology.Thestoragetechnologyisavitalpartofthecoldchainlogistics,andthea