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1、第14卷(总第80期)热能动力工程1999年3月文章编号:1001—2060(1999)02—0092—03直接蓄冰系统蓄冷过程动态模型研究(中国科学技术大学)方贵银[摘要]分析了直接蓄冰系统的动态特性,建立了相应的物理模型,并利用该模型得出了蓄冰半径及蓄冷率随时间的变化规律,模型预测值与实测值吻合较好。该模型可为直接蓄冰系统的设计及优化提供理论依据。关键词 空调蓄冷 直接蓄冰系统 动态特性中图分类号 TB6121 前言直接蓄冰系统是空调蓄冷工程中常用的一种方式,与间接蓄冰系统相比,其结构紧凑、投资省、换热效率高,省去了二次载冷剂侧的换热,并且可与空调1—压缩机 2—冷凝器 3—夜间蓄冰用膨胀
2、阀4—蓄冰槽 5—白天空调用膨胀阀 6—蒸发器机组构成一体,如图1所示为直接蓄冰系统工作原7—循环泵 8—风机盘管空调器理图。低谷时,机组进行蓄冰贮冷;高峰时,机组溶冰供冷,这样可使空调机组在高峰时段不开或少开。图1 直接蓄冰系统工作原理图收稿日期 1998203217 收修改稿 1998206207式(6)的关系式变化。StTP与来流水流量关系不大,obstaclesinagasliquidverticaltwo2phaseflow.Int.J.Multiphaseflow,1982,8:475～4901而主要与截面含气率α有关,StTP与α的关系可近4李永光,林宗虎,王树众1气液两相流体涡
3、街中旋涡结构的特性似用直线表示,该直线的斜率与来流方向、涡街发生研究1西安交通大学,1996,30(2):35～41.体形状、大小等有关。5吴永生,方可人编1热工测量及仪表1北京:水力电利出版社,(2)气液两相混合物中含气量太多将破坏涡街,1983:641使旋涡的形成和脱落受到影响,与单相流相比,气液6李永光,卢家才,王树众,林宗虎,王弥康1柱体形状对气液两相涡街的影响1应用力学学报,1996113(2):1～71两相流更不易形成稳定的涡街。7林宗虎编著1气液两相流和沸腾传热1西安:西安交通大学出版(3)应用式(6)的关系式,根据测得的涡街频率,社,1987:66可将涡街发生体用作测量两相流流
4、量与组分的测量8林宗虎编著1气液固多相流测量1西安:西安交通大学出版社,元件。1987:298作者简介 李永光,男,1957年生,西安交通大学热能参考文献工程专业博士,1995年9月—1997年9月在上海理工大学1[美]白苹文斯RD1流体诱导振动.北京:机械工业出版社,动力工程及工程热物理博士后流动站做博士后研究工作。1983,15.现在上海电力学院工作,曾主持中国博士后科研基金项目,2YokosawaM,etal.Studiesontwo2phasecossflow,PartⅢ:Charac2上海市自然科学基金项目,上海市曙光计划研究项目。已在teristicsofunsteadyflowb
5、ehavior.Int.J.MultiphaseFlow,1986,12国内外较著名刊物上发表论文20余篇,获得过西安交通大(2):185～202.学科技成果一等奖;国家教委科技进步二等奖。通讯处:3HulinJP,etal.Experimentalstudyofvortesemissionbehindbluff200090 上海电力学院动力系热动教研究(复 编)第2期 方贵银.直接蓄冰系统蓄冷过程动态模型研究·93· 直接蓄冰系统是由沉浸在充满水的贮槽中的金式中:Qe—管内制冷剂与冰层间的换热量,W;2属管作为蓄冷介质和制冷剂间的换热表面。在蓄冰A—传热面积,m;2充冷时,
6、制冷剂在管内循环,吸收贮槽中水的热量,K—传热系数,WP(m·K);直至管外形成冰层。直接蓄冰是一个动态变化过Δt—传热温差,℃;程,随着蓄冰时间的增加,其冰层不断加厚,而管外tf—水的冰点,℃;冰层增厚将影响其换热效率和蓄冰量。为了搞清其te—制冷剂蒸发温度,℃。变化规律,文中将就其动态特性作一探讨。其中:A=2πrL(5)1K=(6)2 直接蓄冰动态模型建立r1rr0rr+ln+lnrihikPrikir0蓄冰运行时,制冷剂在管内流过,与管外的冰或式中:ri—管内径,m;2水进行热交换,其传热经历三个过程:hi—管内对流换热系数,W/(m·K);(1)通过可变厚度冰层的导热;kp—管壁导热
7、系数,W/(m·K);(2)通过管壁的导热;ki—冰的导热系数,W/(m·K)(3)管壁与管内制冷剂间的对流换热。由式(4)、(5)、(6)得:为分析方便起见,在对直接蓄冰过程建立模型2πL(tf-te)Qe=(7)前需作如下假设:111r01r+ln+ln(1)传热管外壁与固液两相界面之间为同心圆rihikPrikir0环,可按纯导热计算冰环的传热;由能量平衡关系得:(2)在贮槽内水开始结冰时,
