空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)因其工質(zhì)無污染,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)良特性,具有良好的發(fā)展前景,但由于空氣中含濕量較高,在較低溫度下空氣中的水蒸氣會凝結(jié)成液滴甚至?xí)Y(jié)冰,嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和系統(tǒng)的制冷性能。開展空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的除濕研究,為提高空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的性能奠定基礎(chǔ),并提升系統(tǒng)運(yùn)行的持久性及可靠性。本文針對原有空氣制冷循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定且系統(tǒng)中含濕量較高的問題,重新設(shè)計(jì)并增加膜除濕組件,對改進(jìn)后系統(tǒng)的除濕效果及系統(tǒng)性能進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。首先,基于集總參數(shù)法和能量守恒方程建立了系統(tǒng)各部件的數(shù)學(xué)模型,采用MATLAB編寫仿真程序,分析了干空氣及濕空氣狀態(tài)下不同掃氣方式、膜除濕組件進(jìn)口壓力、壓氣機(jī)進(jìn)氣壓力及環(huán)境溫度對系統(tǒng)除濕效果及系統(tǒng)性能的影響。其次,對原有空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)進(jìn)行改建,設(shè)計(jì)并新加入膜除濕組件,利用膜除濕器中膜兩側(cè)水蒸氣分壓力差作為驅(qū)動力,對系統(tǒng)進(jìn)行集中除濕。在變工況條件下對系統(tǒng)的除濕性能和系統(tǒng)制冷性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,分析了膜除濕組件進(jìn)口壓力和壓氣機(jī)進(jìn)氣壓力等對系統(tǒng)除濕性能和系統(tǒng)制冷性能的影響。模擬及實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下:（1）模擬結(jié)果表明,采用外掃氣方式可節(jié)省自掃氣方式時消耗的部分干燥... 

【文章來源】：天津商業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

膜除濕空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)圖

低持饕?問?縋こ??榧??諮沽�、研M????沽�、环境温度、扫�?絞郊盎厝?流程等在變化過程中對系統(tǒng)除濕效果及系統(tǒng)性能的影響，最后結(jié)合模擬數(shù)據(jù)與理論分析對改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)臺的實(shí)際運(yùn)行做出指導(dǎo)。2.1膜除濕空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)基本原理膜除濕空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)基于開敞式逆布雷頓循環(huán)，由風(fēng)冷式螺桿壓縮機(jī)提供高壓氣源，同軸的透平膨脹機(jī)和離心式壓氣機(jī)在回收膨脹功的同時對空氣進(jìn)行二次壓縮，在提高進(jìn)系統(tǒng)的工作壓力范圍的同時也提高了透平膨脹機(jī)的膨脹比和焓降，進(jìn)而增大系統(tǒng)制冷量。系統(tǒng)循環(huán)流程圖如圖2-1所示，系統(tǒng)T-S圖如圖2-2所示。圖2-1膜除濕空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)圖圖2-2膜除濕空氣制冷系統(tǒng)理論循環(huán)T-S圖Fig.2-1DiagramofmembranedehumidificationaircyclerefrigerationsystemFig.2-2T-Sdiagramoftheoreticalcycleofmembranedehumidificationairrefrigerationsystem如圖所示，系統(tǒng)組成元件分別為氣源壓縮機(jī)、膜除濕組件、透平膨脹機(jī)、離心式壓氣機(jī)、換熱器及冷庫等，其中透平膨脹機(jī)/壓氣機(jī)組件由空氣動壓軸承支承同軸相連以回收膨脹功。系統(tǒng)工作原理是：由螺桿式空氣壓縮機(jī)為實(shí)驗(yàn)臺提供氣源，常壓空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮后溫度和壓力同時升高（1-2），壓縮后的空氣在次級回?zé)崞髦欣鋮s降溫（2-3），并經(jīng)過膜除濕組件降低空氣中的含濕量，干燥后的高壓空氣進(jìn)入壓氣機(jī)中再次壓縮（3-4），此時為循環(huán)最高溫度和壓力，同時回收膨脹功，經(jīng)二次升壓后的壓縮

第二章膜除濕空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)性能理論分析21csccipccNTcG11（2-34）2.3板翅式換熱器的數(shù)學(xué)模型板翅式換熱器屬于間壁式換熱器的一種，該換熱器的有效傳熱面積較大且結(jié)構(gòu)緊密，流體在內(nèi)部為湍流流動，有效的提高了傳熱效率，是管殼式換熱器換熱性能的5-10倍，由于其高效的換熱能力被廣泛用于空分，石油，化工等行業(yè)。板翅式換熱器中最重要的部件是換熱芯體，芯體由翅片、隔板及導(dǎo)流片組成。本文所采用板翅式換熱器的翅片類型為鋸齒型錯列翅片，該翅片在流體流動的過程中，有效的發(fā)揮了流動邊界層的起始段效應(yīng)，使流體在進(jìn)入充分發(fā)展段前就流動到下一排翅片，并且流體會在上排翅片尾端形成旋渦，進(jìn)一步增強(qiáng)了流體的強(qiáng)化換熱。流體在鋸齒型錯列翅片中依據(jù)翅片形式的不同有三種流動方式，如圖2-3所示，第一種為HPD型，其方式為流體流動方向垂直于肋片表面，第二種為LPD型，其方式為流體流動方向平行于肋片表面，第三種為X型，其方式為流體流動方向與肋片有一定的夾角[67]。圖2-3鋸齒形翅片類型Fig2-3Typeofoffsetstripfins膜除濕空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)中的散熱器，初級回?zé)崞骷按渭壔責(zé)崞骶鶠榘宄崾綋Q熱器，換熱器內(nèi)為兩個相同型號換熱芯體組成的雙流程形式，如圖2-4所示，芯體采用LPD型鋸齒形錯列翅片，翅片具體結(jié)構(gòu)參數(shù)參見附錄一，不同的是散熱器和初級回?zé)崞髦欣錈崃黧w為逆流式換熱，次級回?zé)崞髦欣錈崃黧w為順流式換熱。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]低溫空氣制冷速凍系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙碩.天津商業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3467938