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1、第卷第期工程热物理学报,年月,冰箱系统毛细管计算模型赵晓宇韩礼钟朱明善清华大学热能工程系北京,,。关锐词计算模型毛细管冰箱研究背景毛细管是普遍使用于小型制冷设备中的节流装置,它对制冷系统的连续运行起着重,、、、,要作用又有结构简单价格低廉无运动部件系统充液量少等优点因此对家用冰箱、小。型空调器是非常适合的由于毛细管的理论计算比较繁复,对其内气液两相流动的研究尚不充分,因此目前选配毛细管的方法一般是用图解法或类,再用试验方法调整。比法初步估算内径和长度但是前者误差很大,后者需要成熟的使用经验。现在,国际上公认一的替代物为一,,。新系统中毛细管的匹配至关重要但用上述方法不能定量确
2、定毛细管的长度这样,替代工作的难点和重点都往往集中在毛细管上,它对改型后冰箱的正常运行和能耗。,水平都起着举足轻重的作用为解决原来两种方法存在的不足和现在替代工作的困难我们开发了一套毛细管计算的软件。物理模型制冷剂在毛细管中的流动状态,沿管长方向的压力和温度变化如图所示过冷段,单相液体,温度保持为定值。压力降呈线性变化,,亚稳段单相液体温度仍保持不变”虽压力已降到对应的饱和压力,以下但制冷剂仍保持液态。亚稳段,气液两相管中开始出现第一,,只田名︶︵﹄个气泡随后温度急剧下降压力降也变为非线性。热力平衡段,气液两相压力降为非线性变化,而温度始终是对应于各点压力的饱和温度。、,两个
3、亚稳态段是不确定的部分。,其中物性状态很难确定为简化计算将这两段加、,位分别归入前后两部分即将整个毛细管内的流动分为单相液和气液平衡两个稳定的过程。图沿毛细管长度方向的压力和温度变化“”重点攻关项目,特此致谢。本课题为国家计委八五本文曾于年月在浙江宁波召开的中国工程热物理学会工程热力学与能源利用学术会议上宣读。工程热物理学报卷数学模型选取毛细管内的微元控制体如图所示在研究中采用简化的一元流动模型,即只考虑各参数沿流向的变化,这样处理既便,。一一︸于分析又可抓住间题的主要特点,单相流动连续性方程叭二内勿因为管路截面积不变,化为。一一一图毛细管的微元控制体答带瓷式中为质量流率,为
4、质量流量,。为流速,为。比容动量方程印石勺创如,即、、。。一。、髯零‘能量方程···’“一‘警矗两相流动为了应用按单相流推导的公式,采用均相流动模型,即把气、液两相混合物看作一种均匀介质,其流动物理参数采用两相介质的相应参数的平均值。这里有两个假设液相。和气相的流速相等无相对滑动两相介质达到热力学平衡‘矛‘召、了夕尹、了、,二二,一二‘‘合八巧一巧一拼二一劣一内一拼王阻力系数久的选取‘不卜入直管鞠确鞠入分二尸‘·口﹄,一,·拼拌二二入,一劝凡盘管期赵晓宇等冰箱系统毛细管计算模型式中为盘管。曲率直径两相久一。,,一子二拼—根据,用差分格式编制了一套计算软件。以上模型和公式计算结
5、果设计计算即根据系统循环计算中求得的流量和限定的工况来求毛细管的长度。、、。程序框图略本程序可计算三种形式的毛细管直管盘管混合式口,出,口刀,输入参数毛细管入压力口压力入过冷度质量流量和内、。。径若为形式的毛细管还需输入二输出结果为管长下面一,,,,以工质为例计算工况地,。。。形式不同值对管长的影响列于下表表力试验值计算值相差误差一一一一一弓一一校核计算根据毛细管的结构尺寸和运行工况来求质量流量,进而校核是否满足系统制冷量要求‘,。。,一程序框图略以工质系统为例将计算值与和的试验值及根据年,见下表。《》的图表查出值进行对比表工况流量试验值查图值计算值工程热物理学报卷一的替代工
6、作指导冰箱制冷剂对雪花电器集一冰箱系统进行改造,选用德国丹佛斯公司生团公司生产的,,。一产的专用压缩机蒸发器面积适当调整毛细管长度用本程序计算结果指导“”,冰箱热工性能试验结果各项指标均达到国家标准且达到三星级标准好多性能优于原一冰箱,基本克服一功耗大的缺点,耗电量与一冰箱基本持。平结论本文提供的,、,,毛细管计算软件计算速度快结果较准确精度完全满足工程实用对理论分析和实际工作均有裨益。,为新工质系统特别是在替代工作中毛细管的计算提供、。了快捷准确的实用工具参考文献·【】,,“取叩叭,,,,,一韶升陈,《气液双相流动和传热》,机械工业出版社,,,之航等北京,,,“卜,即,”【
7、』日泌吐,仙肠,,,,一』,,“昭,吃即肠,”而汾》,,,,』以泪,“远,”肠,,》书一,,孙目肠乡印。亡,乃加动双”心鳍夕即且,·,几,,,】乳丘罗
