基于蒙特卡羅法的金屬網(wǎng)格式回?zé)崞餍阅苣M及優(yōu)化
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【摘要】:降低供熱空調(diào)系統(tǒng)的能耗對(duì)于建筑節(jié)能十分重要。VM循環(huán)熱泵作為一種小容量熱能驅(qū)動(dòng)熱泵技術(shù),可充分利用低品位能源,有利于減少環(huán)境污染和節(jié)約能源消耗。由于回?zé)崞鲗?duì)VM循環(huán)熱泵的性能和效率起著關(guān)鍵性的作用,因此,本文以金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鳛檠芯繉?duì)象,采用理論計(jì)算和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究回?zé)崞鞯膫鳠崽匦。根?jù)VM循環(huán)熱泵的工作原理和計(jì)算參數(shù),選擇層疊金屬網(wǎng)格式作為回?zé)崞鞯男褪?并進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。確定了回?zé)崞鞯拈L(zhǎng)度和直徑,采用300目不銹鋼為填充材料,以金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鳛槔?計(jì)算其回?zé)崞餍始案黜?xiàng)損失,得到回?zé)崞餍蕿?.949。這說明可以采用層疊金屬網(wǎng)格式回?zé)崞?但其效率還有可提升的空間。為提高效率,從微觀分子學(xué)的角度,運(yùn)用蒙特卡羅方法,根據(jù)已有文獻(xiàn)的參數(shù)進(jìn)行模擬,分析回?zé)崞鲀?nèi)的傳熱過程。對(duì)模擬結(jié)果與文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,得到二者的平均誤差大約為1.16%,并進(jìn)行回?zé)崞髟谘h(huán)周期內(nèi)的溫度場(chǎng)分布和回?zé)崞餍首兓治。?dāng)VM循環(huán)熱泵的冷、熱回?zé)崞鞯墓ぷ鳒囟确謩e在260K~320K和350K~800K之間時(shí),溫度是沿軸向線性分布的;在255K~260K和330K~350K時(shí),溫度呈非線性變化;當(dāng)冷、熱回?zé)崞鞯墓ぷ鳒囟仍?50K~255K和320K~330K之間時(shí),回?zé)崞鲀?nèi)溫度幾乎不變。對(duì)應(yīng)的回?zé)崞餍试诓煌瑫r(shí)刻也是發(fā)生變化的,但變化幅度較小,因此可選擇合適的結(jié)構(gòu)參數(shù),來提高回?zé)崞餍;責(zé)崞鞯目紫堵屎烷L(zhǎng)徑比是層疊金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鞯闹匾Y(jié)構(gòu)參數(shù)。從熱源溫度、系統(tǒng)壓力、轉(zhuǎn)速、容積比和工質(zhì)等五個(gè)方面研究了回?zé)崞鞯目紫堵、長(zhǎng)徑比和網(wǎng)格形狀的變化。結(jié)果表明,在本文計(jì)算工況下,孔隙率的最佳取值范圍為0.58-0.6;長(zhǎng)徑比的最佳取值范圍為4-7。對(duì)應(yīng)的VM循環(huán)熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行工況為熱源溫度為770-790K,系統(tǒng)壓力為9.0-9.4MPa,容積比為9.2-9.6,轉(zhuǎn)速為670-690rpm。此時(shí)計(jì)算的回?zé)崞餍蕿?.985,比初步設(shè)計(jì)值高3.79%。
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【學(xué)位授予單位】:華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TU83
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 緒論10-17
- 1.1 本課題研究背景與意義10-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
- 1.2.1 VM循環(huán)熱泵的研究現(xiàn)狀11-12
- 1.2.2 回?zé)崞鞯难芯楷F(xiàn)狀12-14
- 1.2.3 蒙特卡羅方法的研究現(xiàn)狀14-16
- 1.3 本課題研究?jī)?nèi)容16-17
- 第2章 VM循環(huán)熱泵中回?zé)崞鞯男阅苎芯?/span>17-34
- 2.1 概述17-20
- 2.1.1 VM循環(huán)熱泵系統(tǒng)組成17-18
- 2.1.2 回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)18-20
- 2.2 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞?/span>20-28
- 2.2.1 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鞯奶攸c(diǎn)20-24
- 2.2.2 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鞯某醪皆O(shè)計(jì)24-27
- 2.2.3 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)計(jì)算27-28
- 2.3 回?zé)崞鲗?duì)VM循環(huán)熱泵的性能影響28-33
- 2.3.1 回?zé)崞餍?/span>28-29
- 2.3.2 回?zé)崞鲹p失29-31
- 2.3.3 回?zé)崞餍阅苡?jì)算31-33
- 2.4 本章小結(jié)33-34
- 第3章 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鞯男阅苣M34-45
- 3.1 蒙特卡羅法34-37
- 3.1.1 蒙特卡羅法的基本原理34-35
- 3.1.2 蒙特卡羅方法簡(jiǎn)介35-37
- 3.1.3 蒙特卡羅法的特點(diǎn)37
- 3.2 模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較37-39
- 3.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)的來源37-38
- 3.2.2 結(jié)果分析38-39
- 3.3 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鞯男阅苣M39-40
- 3.3.1 物理模型39
- 3.3.2 控制方程39-40
- 3.3.3 邊界條件40
- 3.4 回?zé)崞髟谝粋(gè)循環(huán)周期內(nèi)溫度變化的模擬結(jié)果40-42
- 3.5 回?zé)崞餍实淖兓?/span>42-43
- 3.6 本章小結(jié)43-45
- 第4章 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鞯男阅軆?yōu)化45-62
- 4.1 VM循環(huán)熱泵性能評(píng)價(jià)指標(biāo)45-48
- 4.1.1 VM循環(huán)熱泵理想性能系數(shù)45-46
- 4.1.2 VM循環(huán)熱泵實(shí)際性能系數(shù)46-48
- 4.2 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞餍阅軆?yōu)化48-60
- 4.2.1 回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化48-55
- 4.2.2 回?zé)崞鞴ぷ鲄?shù)的優(yōu)化55-60
- 4.3 金屬網(wǎng)格式回?zé)崞鞯拇_定60-61
- 4.4 本章小結(jié)61-62
- 第5章 結(jié)論與展望62-64
- 5.1 結(jié)論62-63
- 5.2 展望63-64
- 參考文獻(xiàn)64-69
- 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作69-70
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果70-71
- 致謝71
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):808623
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