co_2冷风机性能研究

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1、密级:学校代码：10069类型：应用基础研究学号：Y20120174TIANJINUNIVERSITYOFCOMMERCE硕士学位论文co2冷风机性能研究PerformanceStudyoftheCO2Air-cooler专业制冷及低温工程研究生黄冰指导教师申江天津商业大学机械工程学院二〇一五年六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写的学位论文是在指导教师的指导下独立完成的研究成果。除已明确标注或得到许可外，所撰写的学位论文中不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

2、个人或免体已经发表或撰写过的研究成果，本人的指导教师对此进行/审定。对本文的研究做出重要贡献的个人或集体，木人己在文中做出明确的说明并表示谢意。如有不实，本人承担相应责仟。二、学位论文及研究成果使用授权声明本人M意授权天津商业大学以非赢利方式保存、使用本人的学位论文的电子版及纸质版》授权天津商业大学将本论文的全部内容或部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。同意学校向国家有关部丨、j或机构送交论文的复印件和磁盘。木人在校期阆取得的研究数据、相关成果等知识产权归天津商业大学所有

3、。注：涉及保密的学位论文在解密后适用木授权。学位论文作者签字!J]:年月'41分类号：学校代码：10069密级：研究生学号：Y20120174CO2冷风机性能研究PerformanceStudyoftheCO2Air-cooler研究生姓名：黄冰专业名称：制冷及低温工程指导教师姓名：申江教授论文提交日期：二零一五年六月学位授予单位：天津商业大学摘要CO2作为自然界天然存在的物质，对温室效应及臭氧层破坏的影响均较小，是一种环境友好型制冷工质。由于CO2独特的物理特性使其可用于温度大于-50℃的制冷工

4、况，且具有较大的汽化潜热，作为制冷工质的应用前景广阔。冷风机（空气冷却器）作为冷库制冷系统中的重要制冷设备之一，也是冷库制冷系统的主要耗能设备，其换热性能的好坏直接影响着整个制冷系统的制冷效果与能耗。因此，对CO2冷风机的研究具有重大意义。由于实验研究周期性且成本高，随着计算机科学技术的发展，利用计算机仿真计算方法对冷风机进行优化设计和性能预测，已经成为冷风机产品设计的主要发展方向。本文利用稳态分布参数法对冷风机建立仿真计算模型，并利用冷风机性能试验台对冷风机样机进行实验研究，利用实验研究与数值模

5、拟相结合的方法，对冷风机换热性能进行分析研究。主要内容及结论如下：1．由仿真计算结果与实验结果对比可知，制冷工质为NH3时，仿真计算得出冷风机总传热系数与实验结果的平均误差在16%左右；制冷工质为CO2时，总传热系数与实验结果的平均误差在8%左右。验证了本文所建立仿真模型的正确性且具有较高的计算精度，可用于冷风机的换热性能预测与设计优化。2．冷风机性能测试实验结果显示，在校准箱温度为0℃～-25℃范围内，制冷工质为CO2时冷风机制冷量比制冷工质为NH3时平均高35%左右3．数值计算和实验测试结果对

6、比分析得出，在校准箱温度为0℃～-25℃范围内多倍供液，制冷工质为NH3与CO2时，结果均显示：1)冷风机总换热系数随着校准箱温度的升高而增大；2)随着循环倍率的增大，换热系数先增大后减小，在循环倍率为3左右时，达到最大值。4．利用仿真计算模型对冷风机管内CO2的流动沸腾换热及压降进行模拟计算，分析了管内CO2侧的换热系数与压降梯度随干度的变化趋势。管内CO2流动换热系数随着干度的增大呈不规律变化，其主要与CO2的流型变化有关；管内压降梯度随着干度的增大先增大后减小，在CO2发生干涸处达到最大值。

7、5．从改变制冷工质侧CO2工况以及改变冷风机结构尺寸两个方面对冷风机性能进行仿真模拟，计算分析了各项参数对冷风机换热性能的影响，为冷风机的优化设计提供参考及建议。关键词：CO2；冷风机；换热性能；稳态分布参数法；仿真IABSTRACTCO2,asanaturallyexistsubstanceandanenvironmentallyfriendlyrefrigeration,contributeslittletothegreenhouseeffectandtheozonedepletion.CO2

8、havebroadprospectsasrefrigerantsinceitcanbeusedinrefrigerationstatusabove-50℃andhasrelativelylargelatentheatofvaporizationduetoitsuniquephysicalproperty.Air-cooler(coolingfans),asoneofthemostimportantpartsandthemajorenergyconsumingequipmentint