带有两段喷嘴的可调式两相流引射器特性研究

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1、密级：学校代码=10069类型:应用基础研究学号：Y20120171TIANJINUNIVERSITYOFCOMMERCE硕士学位论文带有两段喷嘴的可调式两相流引射器特性研究StudyonPerformanceofAdjustableTwo-PhaseEjectorwithDual-Serial-ThroatNozzle专业制冷及低温工程研究生郭雨辰指导教师郭宪民天津商业大学机械工程学院二•一五年六月分类号：学校代码：10069密级：研究生学号：Y20120171带有两段喷嘴的可调式两相流引射器特性研究StudyonPerformanceofA

2、djustableTwo-PhaseEjectorwithDual-Serial-ThroatNozzle研究生姓名：郭雨辰专业名称：制冷及低温工程指导教师姓名：郭宪民教授论文提交日期：2015年5月学位授予单位：天津商业大学独创性声明及使用授权声明一、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。除己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，不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，本人的指导教师对此进行了审定。对本文的研究做出重要贡献的个人或集体，本人己在文中

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4、高压工质的压力能，提升压缩机进气压力，降低压缩机功耗。本文首先用CFD软件模拟了两相流引射器的性能，分别模拟引射器的结构尺寸和运行工况对其性能的影响情况。其次对以R134a为工质的两相流引射制冷系统的性能进行了实验研究，在定工况条件下分析了引射器第一段喷嘴扩张角、第一段喷嘴喉部面积、第二段喷嘴喉部面积对系统性能的影响。之后保持引射器的结构参数不变，实验分析了冷凝温度、蒸发温度对系统性能的影响。最后对传统制冷系统和两相流引射制冷系统性能在相同工况下进行对比，并将模拟结果与实验结果进行了比较。主要研究结论如下：(1)实验结果表明，对于两段式喷嘴引射

5、器，随着第一段喷嘴扩张角的减小，引射比先减小后增加。当第一段喷嘴扩张角达到3°时，被引射流流量达到最大，此时引射比最高。同时模拟结果也显示，第一段喷嘴扩张角的减小会带来引射比的提升。第一段喷嘴喉部面积的增加也会带来系统COP的提升。(2)模拟和实验结果均表明，随着引射器第二段喉部面积的增加，引射比逐渐升高，在第二喉部直径为1.9mm时，引射比最高。系统COP随着第二段喉部面积的增加先升高后降低，在第二喉部直径为1.8mm时，系统COP最大。(3)实验结果表明，对于固定结构尺寸的引射器，当冷凝温度降低时，传统制冷系统和两相流引射制冷系统的COP在

6、整体上都呈升高趋势。当冷凝温度达到43℃时，引射器的使用会使传统制冷系统COP提高3.4%。蒸发温度升高也会带来两相流引射制冷系统COP的提升。(4)通过模拟与实验结果的对比可以看出，引射比均随着冷凝温度降低而减小，随着蒸发温度的降低而减小，模拟结果与实验结果的变化趋势一致。但是与实验结果相比，模拟结果偏高。(5)实验结果表明：在蒸发温度为-1℃、冷凝温度为50℃的工况下，当第一段喷嘴扩张角为3°、第二喉部直径为1.8mm、第一喉部直径为2.1mm时，两相流引射制冷系统的COP最高。(6)分别使用二维和三维引射器模型进行模拟，通过对两者进行比较

7、后发现，模拟的引射比变化趋势一致，与实验结果相比，两者误差相差不大。但使用二维引射器模型进行模拟计算时，能够减小计算量。关键词：引射器；两相流；两段喷嘴；工况；结构参数IABSTRACTTheuseofthetwo-phaseejectorinatraditionalrefrigerationsysteminsteadoftheexpansionvalvecannotonlyrecoverthepotentialenergyofhighpressurerefrigerant,butalsoincreasethesuctionpressureof

8、thecompressor,andthecompressionenergyconsumptionisalsoreducedatthesametime.