机载蒸发循环制冷系统仿真与试验研究

《机载蒸发循环制冷系统仿真与试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、机载蒸发循环制冷系统仿真与试验研究木SimulationandExperimentalResearchofAirborneVaporCycleSystem西北工业大学自动化学院李运祥南京航空航天大学航空宇航学院成丹凤刘志丽【摘要】在MATLAB／SI舭INK环境下建立了机载蒸发循环制冷系统的仿真模型。分别在3种典型工况下对系统进行了仿真计算并在相同工况下在蒸发循环制冷系统试验平台上进行了地面试验，得出了影响系统性能的主要参数和影响程度，以及不同工作状态下各参数的变化规律。通过比较仿真与试验结果，证明仿真结果基本正确，采用蒸发循环制冷系统的仿真方法可

2、行。仿真结果可为机载蒸发循环制冷系统的理论研究和设计提供参考。关键词：蒸发循环仿真M枷．AB／snIIII。ⅨK【ABSTRACT】ThesimulationmodelofairbornevaporcyclesystemisestablishedusingMATLAB／SIMU—LINKtechnique．Simulationcalculationofthesystemiscarriedoutrespectivelyinthreetypicaloperatingcondi—tions，andgroundtestsinthetestplatforma

3、recarriedoutinthesameconditions，thentheresearchfindsthemainparametersthataffectthesystemperformanceandtheireffectdegree，andgetsthechangelawoftheseparametersunderdifferentworkingconditions．Thecomparisonofsimulationresultsandexperimentalresultsprovethatthesimulationresultsarebas

4、icallycorrect，andsimulationmethodofthevaporcyclesystemisfeasible．Thesimula—tionresultscanbeabasisofthetheoryresearchanddesignofairbomevaporcyclesystem．Keywords：VaporcyclesystemSimulationMATLAB／SIMI『I．INK航空航天器技术是一个国家尖端科技水平和国防实力的重要标志。大功率高集成电子电器设备的装机提高了飞行器总体性能和作战能力，却带来了几十千瓦的发热载荷，

5、其发热量是原先热载荷的几倍到几十倍⋯。传统飞机环境控制系统采用空气循环制冷技术，但随着现代飞机的发展，空气循环制冷技术已无法满足大功率的+航空基金项目(NO．01E09009)资助。冷却要求。因此，制冷效率较高且可提供大功率制冷量的蒸发循环制冷系统被应用到飞机环境控制系统中‘21。本文在Matlab／Simulink环境下对蒸发制冷循环系统进行仿真，并在实验台上对其进行试验研究，最后对仿真结果和试验结果进行对比。1基于MATLAB，SIMULINK的系统仿真1．1仿真模型的搭建蒸发循环制冷系统的工作流程为：蒸发器出口的制冷剂过热蒸汽，经过涡旋压缩机

6、压缩后进人冷凝器进行冷却，得到制冷剂过冷液体，制冷剂过冷液体通过膨胀阀的膨胀降温作用，得到低温低压两相制冷剂，两相制冷剂再经过蒸发器蒸发换热，得到过热蒸汽，完成一个系统循环[3-4]o本文主要对系统的不同工作状态进行模拟仿真，找寻蒸发循环制冷系统的控制规律，找出影响压缩机耗功、系统制冷量及能效比的主要因素，从而使蒸发循环制冷系统能够在合适的蒸发温度、冷凝温及系统高能效比的条件下，满足飞机的实际载荷需求。蒸发循环制冷系统仿真研究即研究系统模型在不同的状态下系统所表现出来的参数特陛，研究的是系统的承载负荷的能力及系统的控制规律陋】。系统模型如图1所示。

7、系统仿真的主要方法是：根据所搭建的蒸发循环制冷系统仿真模型，改变部分参数使系统处于不同工作条件下，从而获得蒸发循环制冷系统蒸发压力、冷凝压力、制冷剂流量、制冷量、压缩机电机转速、压缩机电机耗功、系统能效比EER等参数之间的关系曲线。这些曲线将与试验结果进行对比。1．2仿真状态1设定蒸发器蒸发压力为420kPa，涡旋压缩机转速为3310r／min，制冷剂流量为1250kg／h，冷凝器防冻液流量为4．0m3／h，改变冷凝器冷凝压力，蒸发循环制冷系统仿真情况如表1所示。1．3仿真状态2设定蒸发器蒸发压力为470kPa，涡旋压缩机转速为3310r／min，

8、冷凝器防冻液流量为4．0m3／h、蒸发器防冻液流量为2．55m3／h，改变冷凝器冷凝压力，蒸发循环制2013年第4期·航空