混合工質(zhì)一次節(jié)流制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,混合工質(zhì)僅需經(jīng)過(guò)單級(jí)壓縮一次節(jié)流便可實(shí)現(xiàn)深度制冷,且在120~240K這一廣闊溫度區(qū)間內(nèi)具有較高的熱力學(xué)效率,在低溫醫(yī)療、低溫冷鏈、生物工程及氣體液化等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景,在微型或小型低溫設(shè)備的應(yīng)用上具有顯著優(yōu)勢(shì)。采用混合工質(zhì)作為制冷劑,經(jīng)單級(jí)壓縮后節(jié)流能夠?qū)崿F(xiàn)深度制冷的能力是由內(nèi)外兩方面的原因決定的:外因在于制冷系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)大溫區(qū)內(nèi)的回?zé)釗Q熱;內(nèi)因在于混合工質(zhì)獨(dú)特的熱物理性質(zhì)。本文的目的是通過(guò)理論和試驗(yàn)研究深入分析混合工質(zhì)對(duì)一次節(jié)流制冷循環(huán)熱力學(xué)性能的影響,探求混合工質(zhì)節(jié)流制冷的內(nèi)在機(jī)理,為設(shè)計(jì)更加高效、可靠的制冷系統(tǒng)及獲得最優(yōu)混合工質(zhì)成分提供指導(dǎo)�；谝陨夏康�,本文主要進(jìn)行了如下工作,并取得了一些有益的結(jié)論:1.采用MATLAB調(diào)用Refprop計(jì)算了混合工質(zhì)熱物性參數(shù),并采用插值算法對(duì)物性計(jì)算方法進(jìn)行優(yōu)化,與改進(jìn)前相比,運(yùn)算速度可以提高78%,并提高了計(jì)算穩(wěn)定性;2.結(jié)合混合工質(zhì)的等溫節(jié)流效應(yīng)及積分節(jié)流效應(yīng)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了熱力學(xué)分析,通過(guò)理論解釋了混合工質(zhì)優(yōu)化的內(nèi)在機(jī)理;3.設(shè)計(jì)了一套高精度的混合工質(zhì)配制及充注系統(tǒng),該系統(tǒng)可以保證混合工質(zhì)配制比例按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行;4.對(duì)三元混合工質(zhì)R14/R170/R600a和R14/R23/R600a分別進(jìn)行優(yōu)化后進(jìn)行節(jié)流制冷試驗(yàn)。系統(tǒng)的最低溫度均達(dá)到了208K,后者所用的時(shí)間更短,COP達(dá)到了0.106,展現(xiàn)出了更優(yōu)的節(jié)流制冷能力。通過(guò)TEWI評(píng)價(jià)的方法評(píng)估二者對(duì)環(huán)境的影響,發(fā)現(xiàn)后者雖然對(duì)環(huán)境的直接影響較大,但間接效應(yīng)遠(yuǎn)小于前者;5.對(duì)四元混合工質(zhì)R14/R23/R22/R600a和R14/R23/R134a/R600a分別進(jìn)行優(yōu)化后進(jìn)行節(jié)流制冷試驗(yàn)。結(jié)果表明二者具有相近的節(jié)流制冷能力,最低溫度均低于200K,后者在208K的COP為0.095,與三元混合工質(zhì)R14/R23/R600a的試驗(yàn)結(jié)果相比,運(yùn)行工況參數(shù)更加穩(wěn)定。TEWI評(píng)價(jià)結(jié)果表明后者的環(huán)保性略優(yōu)于前者。
【學(xué)位單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB657
【部分圖文】：

第一章 緒 論變換熱過(guò)程，b-d 為混合工質(zhì)的相變換熱過(guò)程。由圖可知，工質(zhì)在換熱器中換一個(gè)換熱窄點(diǎn)，換熱窄點(diǎn)出現(xiàn)的位置對(duì)工質(zhì)與熱源的換熱匹配性有較大影響，況下，整個(gè)換熱過(guò)程，工質(zhì)和熱源保持恒定的換熱溫差，如 b 所示，此時(shí)換熱不可逆損失最小。純工質(zhì)的換熱過(guò)程換熱溫差較大，而混合工質(zhì)的相變過(guò)程伴大的溫度滑移，因此在換熱過(guò)程中的熱當(dāng)量匹配較好，為混合工質(zhì)在大溫區(qū)內(nèi)保持較高的換熱效率提供了條件。

圖 2-1 直接調(diào)用 Refprop 計(jì)算得到的混合工質(zhì)焓溫圖nthalpy-temperature diagram of mixed refrigerants calculated by R改進(jìn)后的混合工質(zhì)熱物性計(jì)算方法合工質(zhì)物性計(jì)算的穩(wěn)定性，本文首先采用 MATLAB 部分點(diǎn)處的混合工質(zhì)物性參數(shù)，然后基于已獲得的物任意點(diǎn)處混合工質(zhì)的熱物性參數(shù)�；旌瞎べ|(zhì)熱物性計(jì)算結(jié)果采用插值算法改進(jìn)后，對(duì)同樣的混合工質(zhì)物性預(yù)測(cè)結(jié)值計(jì)算的穩(wěn)定性得到大幅度提升。混合工質(zhì)焓值的計(jì)的解。

圖 2-3 不同插值比下混合工質(zhì)焓的預(yù)測(cè)結(jié)果rediction result of enthalpy of mixed refrigerants with different rate Nint=100 時(shí)，不同插值比下的運(yùn)算時(shí)間，由圖可知，插數(shù)減少一半，計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間節(jié)約 52%。插值比為 5 時(shí)的 22%，計(jì)算效率大大提升，這對(duì)于科學(xué)研究和工程
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