本文關(guān)鍵詞：噴射器優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法及兩級(jí)噴射制冷系統(tǒng)性能分析

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【摘要】：噴射器是一種利用高壓流體與低壓流體混合的升壓裝置,其具有結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)動(dòng)部件、可利用低品位余廢熱等優(yōu)點(diǎn)。在化工生產(chǎn)、真空裝置、噴射制冷、以及船舶火箭等推進(jìn)系統(tǒng)均有較為廣泛的應(yīng)用�，F(xiàn)行的噴射器理論很多,但沒有一種理論適用于所有運(yùn)行工況,且噴射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面多依賴經(jīng)驗(yàn)公式。此外隨著節(jié)能環(huán)保的要求提高,使用自然工質(zhì)的噴射制冷系統(tǒng)在回收低品位余廢熱方面受到更多關(guān)注。在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)噴射器的理論設(shè)計(jì)進(jìn)行梳理分析,并提出更加適用的新理論,并對(duì)兩級(jí)噴射制冷系統(tǒng)進(jìn)行性能分析。本文選取了國內(nèi)外具有代表性的噴射器設(shè)計(jì)理論作為對(duì)比,從各個(gè)理論的基本假設(shè)、守恒方程、混合過程的推導(dǎo)、不可逆過程的處理、適用的工質(zhì)及工況等多個(gè)角度來歸納出各個(gè)噴射器設(shè)計(jì)理論的共性和不同之處,指出噴射器的設(shè)計(jì)理論的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和發(fā)展方向。在此基礎(chǔ)上本文提出了一種適用于實(shí)際氣體的二維速度場模型,并計(jì)算了不同工質(zhì)在極限和亞極限狀態(tài)下的噴射系數(shù)。與公開的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比,本文所提出的模型在多數(shù)情況下可以較好的契合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。噴射器內(nèi)部的超音速流動(dòng)和混合過程使得噴射器會(huì)發(fā)生激波等不可逆過程,對(duì)激波的成因以及影響因素進(jìn)行了分析,并利用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)噴射器流場進(jìn)行模擬,得到激波對(duì)噴射器性能影響的一些規(guī)律,并根據(jù)激波在非自由空間的流動(dòng)方程推導(dǎo)出激波波長與噴嘴距之間的關(guān)系,對(duì)噴射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一種理論依據(jù)。以額定制冷量為10kW的兩級(jí)自然工質(zhì)噴射制冷系統(tǒng)為研究對(duì)象,探討了系統(tǒng)中兩級(jí)噴射器組合中間壓力的最佳分配比與總壓縮比、膨脹比之間的變化關(guān)系、并指出影響不同工質(zhì)的分配規(guī)律的關(guān)鍵因素是絕熱指數(shù)。結(jié)合圓柱形和圓錐形混合室噴射器的適用參數(shù)域,提出出了兩級(jí)噴射器組合的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)選用方法。利用本文提出的二維速度場模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行變工況分析,在冷凝溫度和蒸發(fā)溫度變化時(shí),得到幾種自然工質(zhì)系統(tǒng)的制冷量和COP隨工況變動(dòng)的規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：噴射器 二維速度場 激波 優(yōu)化設(shè)計(jì) 自然工質(zhì) 最佳分配比
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB657
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)說明11-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 課題研究背景15
• 1.2 噴射制冷系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 噴射器理論研究進(jìn)展17-21
• 1.3.1 設(shè)計(jì)理論研究進(jìn)展17-19
• 1.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究進(jìn)展19-21
• 1.4 本文研究內(nèi)容21-22
• 第二章 噴射器設(shè)計(jì)理論的對(duì)比分析及改進(jìn)22-43
• 2.1 幾種主流噴射器設(shè)計(jì)理論22-35
• 2.1.1 索科洛夫理論22-26
• 2.1.2 Huang理論26-29
• 2.1.3 Chen亞極限理論29-30
• 2.1.4 Zhu臨界圓模型30-32
• 2.1.5 熱力學(xué)模型32-33
• 2.1.6 實(shí)際氣體模型33-35
• 2.2 各理論的對(duì)比分析35-36
• 2.3 基于二維速度場的極限—亞極限模型36-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第三章 噴射器內(nèi)部超音速流動(dòng)特性及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43-58
• 3.1 激波的成因及其影響因素43-48
• 3.1.1 理想氣體激波的數(shù)學(xué)模型43-45
• 3.1.2 噴射器結(jié)構(gòu)對(duì)激波的影響45-48
• 3.2 噴射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-51
• 3.2.1 噴射器徑向尺寸的設(shè)計(jì)48-49
• 3.2.2 噴射器軸向尺寸的設(shè)計(jì)49-51
• 3.3 考慮激波的噴射器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)51-57
• 3.3.1 噴嘴出口激波波長的推導(dǎo)51-54
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)值模擬及驗(yàn)證54-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第四章 自然工質(zhì)兩級(jí)噴射制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-65
• 4.1 系統(tǒng)的原理及建模58-59
• 4.2 兩級(jí)噴射器組合中間壓力的分配59-63
• 4.2.1 最佳分配比的確定59-60
• 4.2.2 分配比與噴射系數(shù)的關(guān)系60
• 4.2.3 最佳分配比影響因素分析60-63
• 4.3 噴射器的設(shè)計(jì)及選型63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第五章 自然工質(zhì)兩級(jí)噴射制冷系統(tǒng)的性能分析65-71
• 5.1 兩級(jí)噴射制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)65-67
• 5.1.1 兩級(jí)噴射制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)65-66
• 5.1.2 制冷循環(huán)系統(tǒng)性能計(jì)算66-67
• 5.2 系統(tǒng)變工況的性能分析67-70
• 5.2.1 蒸發(fā)溫度、冷凝溫度對(duì)制冷量的影響67-68
• 5.2.2 蒸發(fā)溫度、冷凝溫度對(duì)COP的影響68-69
• 5.2.3 各個(gè)工質(zhì)系統(tǒng)的性能分析69-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 第六章 結(jié)論71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文和專利目錄79

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