本文關(guān)鍵詞：多級離心泵用于輸送制冷劑的特性試驗研究

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【摘要】：常規(guī)制冷系統(tǒng)采用壓縮機(jī)提供循環(huán)動力,而在有機(jī)朗肯循環(huán)、工業(yè)制冷、噴射制冷循環(huán)等系統(tǒng)中需要泵提供循環(huán)動力。制冷劑泵作為噴射制冷系統(tǒng)中關(guān)鍵的設(shè)備之一,對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要作用。在噴射制冷系統(tǒng)的實驗研究中,國內(nèi)外學(xué)者采用離心泵、磁力泵、屏蔽泵、齒輪泵、滑片泵、隔膜泵、油泵等來充當(dāng)制冷劑泵,而對其進(jìn)行專門研究的報道卻很少。本文基于太陽能噴射制冷系統(tǒng)中制冷劑泵的運行參數(shù)范圍要求,選取多級離心泵作為研究對象,對其基本原理進(jìn)行了了解,并設(shè)計、搭建了試驗臺,主要針對多級離心泵輸送R142b的特性進(jìn)行試驗研究,為制冷劑泵及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計提供指導(dǎo)依據(jù)。概括起來,本文的主要研究工作如下:(1)在常規(guī)回轉(zhuǎn)動力泵性能測驗閉合回路的基礎(chǔ)上,針對泵輸送制冷劑進(jìn)行了改進(jìn)。該試驗系統(tǒng)主要包括制冷劑循環(huán)和水循環(huán)兩部分。1)制冷劑循環(huán)回路主要由制冷劑泵、套管式換熱器、貯液器及錐形截止閥等組成,其中換熱器為逆流換熱;2)水循環(huán)回路主要由恒溫水箱、套管式換熱器、水泵及球閥等組成。通過調(diào)試、運行可達(dá)到預(yù)期試驗要求。(2)本文通過采用該試驗臺,研究了多級離心泵的入口壓力、進(jìn)出口壓差、流量、轉(zhuǎn)速、效率、功耗等參數(shù)之間的變化規(guī)律,以及變工況運行時泵效能最優(yōu)工作區(qū)間等。研究表明:1)制冷劑泵的入口參數(shù)對應(yīng)冷凝器出口狀態(tài)參數(shù)時,以R142b為制冷劑的太陽能噴射制冷系統(tǒng)所需要泵提供的壓差范圍為0.725~1.375MPa。對不同頻率(25/37.5/50Hz)多級離心泵輸送制冷劑的特性進(jìn)行了試驗研究,當(dāng)泵入口壓力對應(yīng)冷凝壓力(pc=0.454MPa,即冷凝溫度tc=35℃對應(yīng)的飽和壓力),泵的頻率為25Hz、流量在0.1~1.2m3/h范圍時,泵的進(jìn)出口壓差介于0.25~0.53MPa,泵的總效率介于4.6%~27.1%,且低于系統(tǒng)運行工況要求;頻率為37.5Hz、流量在0.1~1.6m3/h范圍時,泵的進(jìn)出口壓差介于0.76~1.20MPa,泵的總效率介于4.3%~29.7%,可滿足系統(tǒng)運行工況要求,而超出此流量范圍則低于該系統(tǒng)要求;頻率為50Hz、流量在2.14~2.66m3/h范圍時,泵的進(jìn)出口壓差介于0.77~1.35MPa,泵的總效率介于22.0%~30.1%,可滿足系統(tǒng)運行工況要求,而低于此流量則高于該系統(tǒng)要求。因而,當(dāng)多級泵的頻率為37.5Hz時,所提供的流量和壓差較適合R142b系統(tǒng)的運行工況。2)當(dāng)進(jìn)口壓力介于0.338~0.523 MPa(冷凝溫度tc=25~40℃對應(yīng)的飽和壓力)時,泵的進(jìn)出口壓差、總效率和功耗隨著吸入壓力升高變化較小,且各參數(shù)的相對偏差分別介于-5.4%~6.2%、-2.8%~4.5%和-3.7%~3.0%(相較于泵入口壓力為0.454MPa)。3)制冷劑泵的流量為額定流量(1m3/h)、入口壓力對應(yīng)冷凝壓力(pc=0.454MPa)時,泵的出口壓力、壓差和功耗隨著頻率的增大而增大;而泵總效率呈現(xiàn)先增加后下降趨勢,最大值約為27.7%,介于25~35Hz之間。4)泵進(jìn)出口溫升隨流量的增長呈先快速回落、后降低遲緩趨向,期間存在變幅由陡降到趨緩的分界點;且該溫升還隨著頻率的增加而增加。
【關(guān)鍵詞】：噴射制冷 多級離心泵 R142b 變頻
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB65
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1．緒論11-19
• 1.1 課題研究背景和意義11-14
• 1.2 制冷劑泵的研究進(jìn)展14-17
• 1.3 制冷劑泵的優(yōu)缺點17
• 1.4 本文的主要工作17-19
• 2．多級離心泵輸送制冷劑的性能預(yù)測19-30
• 2.1 多級離心泵的工作原理19-25
• 2.1.1 多級離心泵的基本方程式19-22
• 2.1.2 性能參數(shù)與特性曲線22-23
• 2.1.3 影響因素和性能換算23-25
• 2.2 多級離心泵輸送水時的工作特性25-26
• 2.3 多級離心泵輸送R142b時的工作特性26-29
• 2.3.1 制冷劑R142b與水物性參數(shù)對比26-27
• 2.3.2 多級離心泵輸送R142b理論預(yù)測27-28
• 2.3.3 多級離心泵輸送R142b理論曲線28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3．多級離心泵性能測試系統(tǒng)30-51
• 3.1 試驗系統(tǒng)設(shè)計30-38
• 3.2 測量參數(shù)及測點布置38-44
• 3.3 試驗工況和試驗方法44-46
• 3.3.1 試驗工況44-45
• 3.3.2 試驗方法45-46
• 3.4 試驗系統(tǒng)調(diào)試46-48
• 3.4.1 泵試壓測試46
• 3.4.2 試驗臺測試46-48
• 3.5 誤差分析48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 4．試驗結(jié)果及分析51-61
• 4.1 泵變工況運行特性51-56
• 4.2 泵變工況運行最優(yōu)工作區(qū)域56-59
• 4.3 泵的進(jìn)出口溫升特性59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5．結(jié)論及展望61-63
• 5.1 結(jié)論61-62
• 5.2 創(chuàng)新點62
• 5.3 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄：碩士期間發(fā)表的論文及參與項目67-69
• 致謝69

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本文編號：873351