本文關(guān)鍵詞：R718相變波轉(zhuǎn)子增壓特性及其在制冷循環(huán)中的應(yīng)用

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【摘要】：氣波增壓技術(shù)是利用運動的激波和膨脹波來實現(xiàn)兩股不同流體的能量交換過程,該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于天然氣處理和輸運、車用增壓器、燃?xì)廨啓C(jī)和制冷循環(huán)等領(lǐng)域。該技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、等熵制冷效率高、帶液能力較強(qiáng)、具有較好的應(yīng)用前景。但是以往氣波技術(shù)一般用于氣/氣方面,很少有人將氣波技術(shù)應(yīng)用于氣/液兩相的領(lǐng)域。因為研究氣液兩相流的氣波增壓技術(shù)涉及到復(fù)雜的相變過程,其內(nèi)部流場極其復(fù)雜,尤其是激波管內(nèi)的氣液混合的兩相區(qū)對于運動波系的影響較大,對于波系匹配提出了更高的要求。因此研究氣波技術(shù)在氣液場合的應(yīng)用,是一個充滿挑戰(zhàn)的課題。本文針對閃蒸波轉(zhuǎn)子用于R718蒸汽壓縮制冷的增壓機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的研究工作,對耦合閃蒸、冷凝等非定常壓縮過程和熱力學(xué)過程進(jìn)行了細(xì)致研究和分析,初步開發(fā)和調(diào)試了含閃蒸波轉(zhuǎn)子的R718 VCR系統(tǒng),為以后的研究打下堅實的基礎(chǔ),其主要工作和相關(guān)結(jié)論如下：(1)相變波轉(zhuǎn)子內(nèi)耦合閃蒸、冷凝等非平衡過程的多相壓縮流動研究建立完成耦合蒸發(fā)/冷凝/池沸騰等平衡相變過程的多流體CFD模型,完成一種R22為中間介質(zhì)的新型蒸發(fā)器,并試制實驗樣機(jī)；建立完成起能精確捕捉強(qiáng)間斷且能模擬閃蒸、冷凝等非平衡過程的CFD模型,首次獲得了R134a和R718的工作波圖,并成功撲捉到閃蒸波和冷凝激波,獲得了兩種介質(zhì)下的激波、膨脹波、接觸面等相遇、相交、反射和透射規(guī)律,分析完成閃蒸波轉(zhuǎn)子的增壓機(jī)制,研究發(fā)現(xiàn)在較大的壓比下,激波管內(nèi)R718閃蒸壓縮的增壓特性明顯,其增壓和制熱效果隨著壓比的增大而變大。在相同壓比條件下,R134a閃蒸過后的增壓和制熱特性明顯要好于R718。在閃蒸膨脹比5時低壓蒸汽的增壓比達(dá)1.7,從機(jī)制上驗證了在R718 VCR系統(tǒng)中,利用閃蒸增壓方式將氣相壓縮轉(zhuǎn)化為液相增壓的可行性。(2)發(fā)明閃蒸波轉(zhuǎn)子增壓器,并開發(fā)完成含該增壓器的R718 VCR系統(tǒng)�；谠鰤翰ㄞD(zhuǎn)子的軸向和徑向方案,開發(fā)并加工完成軸流閃蒸相變波轉(zhuǎn)子增壓器。在此基礎(chǔ)上搭建完成嵌入閃蒸波轉(zhuǎn)子增壓器的R718 VCR系統(tǒng),占地達(dá)10m2,其中利用超大液氣比分離器,將膨脹液體/制冷劑流量比維持在125左右。(3)完成含閃蒸波轉(zhuǎn)子增壓器的R718 VCR系統(tǒng)熱力學(xué)分析�；贏SME STEAM模型的含相變波轉(zhuǎn)子增壓的R718 VCR分析程序,理論COP達(dá)9.7。分析表明,本質(zhì)上屬于熱壓縮技術(shù)的相變波轉(zhuǎn)子增壓利用非定常氣波增壓方式完成,過程效率要高于定常效率,已經(jīng)成為熱壓縮技術(shù)的創(chuàng)新性擴(kuò)展,本項研究同時將波轉(zhuǎn)子增壓的制冷技術(shù)拓展至熱泵循環(huán),創(chuàng)新性地將其用于蒸發(fā)技術(shù)中,并申報2項國家發(fā)明專利(CN 201410707512.1,CN 201410710970.0).
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB66

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本文編號：1161138