本文關(guān)鍵詞：基于蒙特卡羅法的金屬網(wǎng)格式回熱器性能模擬及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： VM循環(huán)熱泵 層疊金屬網(wǎng)格式回熱器 蒙特卡羅法 回熱器效率 性能優(yōu)化

【摘要】：降低供熱空調(diào)系統(tǒng)的能耗對于建筑節(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。由于回熱器對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)格式回熱器為研究對象,采用理論計算和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究回熱器的傳熱特性。根據(jù)VM循環(huán)熱泵的工作原理和計算參數(shù),選擇層疊金屬網(wǎng)格式作為回熱器的型式,并進行了初步設計。確定了回熱器的長度和直徑,采用300目不銹鋼為填充材料,以金屬網(wǎng)格式回熱器為例,計算其回熱器效率及各項損失,得到回熱器效率為0.949。這說明可以采用層疊金屬網(wǎng)格式回熱器,但其效率還有可提升的空間。為提高效率,從微觀分子學的角度,運用蒙特卡羅方法,根據(jù)已有文獻的參數(shù)進行模擬,分析回熱器內(nèi)的傳熱過程。對模擬結(jié)果與文獻的實驗結(jié)果進行對比分析,得到二者的平均誤差大約為1.16%,并進行回熱器在循環(huán)周期內(nèi)的溫度場分布和回熱器效率變化分析。當VM循環(huán)熱泵的冷、熱回熱器的工作溫度分別在260K~320K和350K~800K之間時,溫度是沿軸向線性分布的;在255K~260K和330K~350K時,溫度呈非線性變化;當冷、熱回熱器的工作溫度在250K~255K和320K~330K之間時,回熱器內(nèi)溫度幾乎不變。對應的回熱器效率在不同時刻也是發(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),來提高回熱器效率�；責崞鞯目紫堵屎烷L徑比是層疊金屬網(wǎng)格式回熱器的重要結(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)等五個方面研究了回熱器的孔隙率、長徑比和網(wǎng)格形狀的變化。結(jié)果表明,在本文計算工況下,孔隙率的最佳取值范圍為0.58-0.6;長徑比的最佳取值范圍為4-7。對應的VM循環(huán)熱泵系統(tǒng)的運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。此時計算的回熱器效率為0.985,比初步設計值高3.79%。
【關(guān)鍵詞】：VM循環(huán)熱泵 層疊金屬網(wǎng)格式回熱器 蒙特卡羅法 回熱器效率 性能優(yōu)化
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 回熱器的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 蒙特卡羅方法的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本課題研究內(nèi)容16-17
• 第2章 VM循環(huán)熱泵中回熱器的性能研究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 回熱器結(jié)構(gòu)特點18-20
• 2.2 金屬網(wǎng)格式回熱器20-28
• 2.2.1 金屬網(wǎng)格式回熱器的特點20-24
• 2.2.2 金屬網(wǎng)格式回熱器的初步設計24-27
• 2.2.3 金屬網(wǎng)格式回熱器的結(jié)構(gòu)計算27-28
• 2.3 回熱器對VM循環(huán)熱泵的性能影響28-33
• 2.3.1 回熱器效率28-29
• 2.3.2 回熱器損失29-31
• 2.3.3 回熱器性能計算31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 金屬網(wǎng)格式回熱器的性能模擬34-45
• 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 蒙特卡羅方法簡介35-37
• 3.1.3 蒙特卡羅法的特點37
• 3.2 模擬數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)的比較37-39
• 3.2.1 實驗數(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)格式回熱器的性能模擬39-40
• 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 回熱器在一個循環(huán)周期內(nèi)溫度變化的模擬結(jié)果40-42
• 3.5 回熱器效率的變化42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 第4章 金屬網(wǎng)格式回熱器的性能優(yōu)化45-62
• 4.1 VM循環(huán)熱泵性能評價指標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)熱泵實際性能系數(shù)46-48
• 4.2 金屬網(wǎng)格式回熱器性能優(yōu)化48-60
• 4.2.1 回熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化48-55
• 4.2.2 回熱器工作參數(shù)的優(yōu)化55-60
• 4.3 金屬網(wǎng)格式回熱器的確定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64-69
• 攻讀碩士學位期間參加的科研工作69-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果70-71
• 致謝71

【參考文獻】

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本文編號：808623