太阳能压缩—喷射二级制冷系统的特性研究及喷射、蓄热构件优化硕士学位论文

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1、太原理工大学硕士学位论文太阳能压缩—喷射二级制冷系统的特性研究及喷射、蓄热构件优化姓名：刘玉娜申请学位级别：硕士专业：@指导教师：田琦20090428太原理工大学硕士研究生学位论文太阳能压缩—喷射二级制冷系统的特性研究及喷射、蓄热构件优化摘要针对目前我国能源短缺和环境问题，本文提出了太阳能压缩—喷射二级制冷系统。通过性能分析、数值模拟、实验验证等方法对太阳能压缩—喷射二级制冷系统的运行性能等方面进行了探讨。并且着重针对太阳能压缩—喷射二级制冷系统的核心部件——喷射器进行了结构设计、性能分析、流场计算等多方面研究。本文主要研究内容及成果如下:1.对太阳能压缩

2、—喷射二级制冷系统进行了热力学分析，得到了喷射器结构设计的主要工作参数，并将该系统与机械压缩制冷系统和传统的喷射制冷系统进行了比较。结果表明在冷凝温度变化相同的情况下，该系统较机械压缩系统制冷量提高了15%，机械性能系数提高了58%-95%,而压缩机耗功则减少了35%-50%；与传统的喷射制冷系统相比，该系统的喷射系数提高了100%，集热器面积则减少了50%。2.对太阳能压缩—喷射二级制冷系统的核心部件——喷射器的性能参数——喷射系数编制了软件，计算了以气体动力学函数为基础的一维喷射器的结构尺寸参数。并对二维的喷射器模型进行了CFD模拟，得出了喷*射器在变

3、工况下运行的规律：临界出口压力Pc在工作及引射压力一定时是*喷射器的最佳出口压力；对于工作流体压力当Pgpg时,喷射系数随着工作蒸汽压力的升高I太原理工大学硕士研究生学位论文而减少；喷射系数随引射压力Ph的升高而升高。对于喷嘴出口截面距混合室的距离和混合室与喷嘴临界面积比均存在最佳值，并在最佳值取得最大喷射系数。3.对太阳能压缩—喷射二级制冷系统的主要部件——集热器和蓄热器进行了研究计算，得出了太阳能压缩—喷射二级制冷系统选用蓄热水箱的最佳容积应综合考虑冷负荷需求和制冷系统运行的稳定性。4.建立了太

4、阳能压缩—喷射二级制冷系统实验台，研究了该系统的工作特性和影响原因；并在相同工况下和机械压缩制冷系统的性能进行了比较。实验结果表明：当冷凝压力低于喷射器的临界背压时，系统的制冷量、机械性能系数、热性能系数基本不变，当冷凝压力超过了喷射器的临界背压后，系统制冷量、热性能系数逐渐减小；当发生温度低于系统的设计温度时，系统的制冷量和热性能系数随着发生压力的升高而上升，当发生温度高于系统的设计温度时，系统的制冷量和机械性能系数基本不变，热性能系数则随发生压力的升高而不断减少；蒸发温度的上升使得系统的制冷量、机械性能系数和热性能系数均有所上升。在相同的运行工况下，太

5、阳能压缩—喷射二级制冷系统由于压缩比的降低，系统的制冷量要大于机械压缩制冷系统而压缩机耗功则相反。关键词：太阳能，压缩，喷射，制冷，集热—蓄热II太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCHONTHECHARACTERISTICSOFSOLARPOWEREDCOMPRESSION—EJECTORDOUBLE—STAGEREFRIGERATIONSYSTEMANDACOMPONENTOPTIMIZATIONONTHEEJECTORANDSTORAGETANKABSTRACTBecaucetheshortageofenergyandtheenvironmen

6、talproblems.Thispaperintroducedasolarpoweredcompression-ejectordouble-stagerefrigerationsystem.Inthispaper,thestudyoftheperformanceandcharacteristicsofthesolarpoweredcompression-ejectordouble-stagerefrigerationsystemiscarriedout.withthehelpoftheperformanceanalysis,numericalsimulat

7、ion,andexperimentalverification.Thekeycomponentofthissystem,theejectorisalsostudiedindifferentways,whichisaimedtosolvesomechieftechnicalproblems.Themainworkandresultsincludethefollowingfouraspects.1.Thermodynamicanalysisisstudied,inordertogettheimportantoperationalparameteroftheej

8、etorandthecomparisonofthissystemw