本文選題：冷電聯(lián)合循環(huán) + 噴射式制冷循環(huán)　； 參考：《天津大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著社會的發(fā)展,傳統(tǒng)化石能源所帶來的環(huán)境問題日益凸顯。盡可能提高能源使用效率是解決該問題的重要方案之一,因此許多學(xué)者提出了冷電聯(lián)合循環(huán)。這類聯(lián)合循環(huán)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)能源的梯級利用,提升能源的轉(zhuǎn)換效率,而且可以充分利用工業(yè)余熱,地?zé)岬鹊蜏責(zé)嵩?200℃)。基于有機朗肯循環(huán)與噴射式制冷的冷電聯(lián)合循環(huán)就是其中非常重要的一種,該循環(huán)不僅可以充分利用低溫?zé)嵩?而且結(jié)構(gòu)簡單,自耗能少。然而此類傳統(tǒng)的噴射冷電聯(lián)合循環(huán)若使用純工質(zhì),蒸汽發(fā)生器和冷凝器中的換熱過程會產(chǎn)生非常大的火用損。有鑒于此,本文首先分析了該循環(huán)使用非共沸混合工質(zhì)時的熱力性能。研究了不同工質(zhì)組份對循環(huán)的影響,評估了循環(huán)火用效率對關(guān)鍵熱力參數(shù)的敏感性。結(jié)果表明,傳統(tǒng)的噴射冷電聯(lián)合循環(huán)(循環(huán)C)若使用非共沸混合工質(zhì),將比純工質(zhì)具有更高的火用效率。隨著工質(zhì)組份的變化,循環(huán)的熱力性能也會隨之變化。在組份MFt=50%時,循環(huán)火用效率最大,熱效率最小,制冷量最少,引射率最低,分別為9.77%,7.92%,43.11kW和0.063。但是,過小的引射率也會使得循環(huán)的工程實現(xiàn)難度增大。熱力參數(shù)影響分析表明,蒸汽發(fā)生溫度、冷凝溫度和制冷蒸發(fā)溫度都對循環(huán)的熱力性能有著重要的影響,其中前者對于循環(huán)火用效率的影響更為顯著。在循環(huán)C的基礎(chǔ)上,提出了基于非共沸混合工質(zhì)的有機朗肯循環(huán)與噴射式制冷循環(huán)相結(jié)合的新型冷電聯(lián)合循環(huán)。該循環(huán)具有兩種形式:循環(huán)A與循環(huán)B。膨脹機出口的混合氣體被部分冷卻為氣液兩相,在氣液分離器中被分為組份不同的飽和汽與飽和液。在循環(huán)A(循環(huán)B)中,飽和液(汽)與飽和汽(液)分別進入發(fā)電循環(huán)和制冷循環(huán)。對比發(fā)現(xiàn),循環(huán)B比循環(huán)C有著更大的制冷量,更高的火用效率和熱效率。蒸汽發(fā)生溫度,制冷蒸發(fā)溫度,冷凝溫度,膨脹比以及冷凝器出口干度都對循環(huán)性能有著重要的影響。針對新型聯(lián)合循環(huán)中的重要部件氣液分離器,本文引入一種新型的T型分離機構(gòu),該機構(gòu)可利用氣液兩相工質(zhì)在其中氣液分離不均的特性,實現(xiàn)氣液分離,可對于非共沸混合工質(zhì)進行組份分離。文中對氣液兩相的純工質(zhì)和混合工質(zhì)在此T型管中的氣液分離特性進行了實驗研究。結(jié)果表明,并非所有的工質(zhì)都可以在T型管中實現(xiàn)氣液分離。R600a在T型管中幾乎是等干度地分流至兩個出口,R601的上下兩個出口的工質(zhì)干度有著微小的差別,而非共沸混合工質(zhì)M在分離器中的分離效果最為明顯,在部分工況下,甚至可以實現(xiàn)完全的氣液分離與組份分離,而提高冷卻水入口的溫度,會弱化兩個出口的干度、組份的差異。此外,本文對有機工質(zhì)在T型管中的壓降也進行了實驗研究。結(jié)果表明,T型管中的壓降會隨著入口工質(zhì)干度以及流量的增大而增大,會隨著冷卻水入口溫度的增大而減小。最后,針對氣液兩相有機工質(zhì)R600a以及R601在T型管中的壓降,提出了一個新的壓降模型,結(jié)果表明,模型的計算結(jié)果能夠與實驗結(jié)果較好地吻合。
[Abstract]:With the development of society , the environmental problems brought about by traditional fossil energy have become more and more prominent . As far as possible , the efficiency of energy utilization is one of the important programs to solve the problem . The results show that the pressure drop in T - tube can decrease with the increase of inlet working quality and flow rate . The results show that the pressure drop in T - tube can decrease with the increase of inlet temperature .

【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK115;TB66

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本文編號：1837598