發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 12:38

  本文關(guān)鍵詞：通流型壓力振蕩管制冷性能研究

  更多相關(guān)文章： 通流型氣波制冷機(jī) 波圖 接觸面 端口匹配 制冷效率

【摘要】：壓力交換式氣波制冷機(jī)是應(yīng)用波轉(zhuǎn)子技術(shù)的一種新型的氣波制冷設(shè)備,其不僅具備結(jié)構(gòu)緊湊、帶液運(yùn)行能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),且制造成本低廉。目前,國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)以及本實(shí)驗(yàn)室大量實(shí)驗(yàn)表明返流型波轉(zhuǎn)子技術(shù)主要應(yīng)用于制冷領(lǐng)域,通流型則更多應(yīng)用于壓力交換場(chǎng)合,在氣體膨脹制冷方向鮮有研究。鑒于以上領(lǐng)域所做工作存在一定的空白,本文以返流型波轉(zhuǎn)子氣波制冷技術(shù)為基礎(chǔ),通過類比實(shí)驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬對(duì)通流型波轉(zhuǎn)子制冷性能進(jìn)行深入研究,主要工作及結(jié)論如下：(1)建立返流型氣波制冷機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)返流型壓力振蕩管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在有限管長(zhǎng)及固定流量的情況下,通流型氣波制冷機(jī)比返流型氣波制冷機(jī)更具優(yōu)勢(shì),鑒于通流型與返流型氣波制冷機(jī)的共通點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)論可為通流型氣波制冷機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化提供參考。(2)設(shè)計(jì)通流型氣波制冷機(jī)核心部件波轉(zhuǎn)子及其組件結(jié)構(gòu)。建立通流型波轉(zhuǎn)子的理想波圖,運(yùn)用氣體動(dòng)力學(xué)中的波動(dòng)理論揭示四端口通流型氣波機(jī)振蕩管內(nèi)非定常流動(dòng)過程,構(gòu)建出內(nèi)部波系的解析模型,編寫分析程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部波系定量分析,并對(duì)設(shè)備內(nèi)端口匹配參數(shù)及接觸面的運(yùn)行距離進(jìn)行快速預(yù)測(cè),為通流型氣波制冷機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。(3)完成通流型壓力振蕩管二維數(shù)值模型的建立,應(yīng)用CFD軟件對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬,分析振蕩管內(nèi)部流動(dòng)特性,探討制約通流型壓力振蕩管制冷性能的主要因素,針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)及操作參數(shù),通過數(shù)值計(jì)算分析單一參數(shù)對(duì)制冷性能的影響,為設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了重要的數(shù)值依據(jù)。構(gòu)建出最優(yōu)的工作波圖,數(shù)值優(yōu)化后的端口匹配參數(shù)及接觸面運(yùn)行距離與解析結(jié)果間的誤差分別低于12%及1.5%,驗(yàn)證了計(jì)算程序的有效性。(4)分析通流型壓力振蕩管制冷特性,對(duì)接觸面的運(yùn)動(dòng)、外部預(yù)冷循環(huán)、泄漏進(jìn)行詳盡研究。對(duì)比通流型與返流型氣波制冷機(jī),兩者理論等熵膨脹效率相差不到2%,制冷效果相當(dāng)。而通流型壓力振蕩管制冷過程中存在高低溫氣體摻混、反向壓縮等問題,內(nèi)部波系匹配容錯(cuò)率相對(duì)較低,對(duì)此,提出一種優(yōu)化方案,即在高溫端口上方增加一個(gè)排氣端口,改善了整機(jī)性能。
【關(guān)鍵詞】：通流型氣波制冷機(jī) 波圖 接觸面 端口匹配 制冷效率
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB651
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-12
• 1 文獻(xiàn)綜述12-27
• 1.1 制冷技術(shù)12-14
• 1.1.1 蒸汽壓縮制冷機(jī)理12-13
• 1.1.2 渦流管制冷13
• 1.1.3 氣體膨脹制冷13-14
• 1.2 氣波制冷機(jī)14-17
• 1.2.1 靜止式氣波制冷機(jī)14-15
• 1.2.2 旋轉(zhuǎn)式氣波制冷機(jī)15-16
• 1.2.3 壓力交換式氣波制冷機(jī)16-17
• 1.3 壓力交換技術(shù)17-26
• 1.3.1 壓力交換技術(shù)機(jī)理18
• 1.3.2 壓力交換技術(shù)分類18-20
• 1.3.3 壓力交換技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用20-26
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容26-27
• 2 返流型壓力振蕩管的實(shí)驗(yàn)研究27-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建27-28
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置27-28
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)流程28
• 2.2 性能影響因素分析28-30
• 2.2.1 理想波圖分析28-29
• 2.2.2 整機(jī)性能影響參數(shù)29
• 2.2.3 性能評(píng)價(jià)指標(biāo)29-30
• 2.3 返流型壓力振蕩管制冷性能實(shí)驗(yàn)研究30-32
• 2.3.1 轉(zhuǎn)速對(duì)制冷性能的影響30-31
• 2.3.2 膨脹比對(duì)制冷性能的影響31-32
• 2.3.3 高溫端口寬度對(duì)制冷性能的影響32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 3 通流型壓力振蕩管內(nèi)波動(dòng)過程分析34-49
• 3.1 通流型氣波制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)34-35
• 3.2 理想波圖的繪制35-36
• 3.3 氣波制冷宏觀分析36-38
• 3.4 氣波波動(dòng)特性分析38-42
• 3.4.1 激波管內(nèi)壓力波的運(yùn)動(dòng)38-40
• 3.4.2 激波特性分析40-41
• 3.4.3 激波的開口反射41-42
• 3.5 振蕩管內(nèi)波動(dòng)過程分析42-47
• 3.5.1 解析模型的建立42-46
• 3.5.2 端口匹配理論預(yù)測(cè)46-47
• 3.5.3 接觸面運(yùn)行距離預(yù)測(cè)47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 4 通流型壓力振蕩管內(nèi)流動(dòng)數(shù)值分析49-65
• 4.1 數(shù)值分析模型的建立49-55
• 4.1.1 物理模型49-51
• 4.1.2 控制方程51-52
• 4.1.3 湍流模型52-54
• 4.1.4 控制方程的離散54
• 4.1.5 數(shù)值模型的驗(yàn)證54-55
• 4.2 操作參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)整機(jī)性能的影響55-60
• 4.2.1 高溫端口背壓對(duì)性能的影響56-57
• 4.2.2 轉(zhuǎn)速對(duì)性能的影響57-58
• 4.2.3 偏角對(duì)性能的影響58
• 4.2.4 高溫端口寬度對(duì)性能的影響58-59
• 4.2.5 通道寬度對(duì)性能的影響59-60
• 4.3 通流型氣波制冷機(jī)數(shù)值結(jié)果60-62
• 4.3.1 溫度云圖分析60-61
• 4.3.2 波系運(yùn)動(dòng)匹配分析61
• 4.3.3 最優(yōu)工作波圖的構(gòu)建61-62
• 4.4 數(shù)值模型與解析模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析62-63
• 4.4.1 端口匹配的結(jié)果分析62-63
• 4.4.2 接觸面運(yùn)動(dòng)距離的結(jié)果分析63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 5 通流型壓力振蕩管制冷特性及其優(yōu)化研究65-81
• 5.1 接觸面運(yùn)動(dòng)的數(shù)值分析65-69
• 5.1.1 接觸面運(yùn)動(dòng)距離主要影響因素分析65-68
• 5.1.2 高溫端口尺寸的影響68-69
• 5.2 外部循環(huán)對(duì)制冷性能影響的數(shù)值分析69-71
• 5.3 三維泄漏損失的數(shù)值分析71-75
• 5.3.1 高壓端口寬度對(duì)高壓端泄漏損失的影響72
• 5.3.2 膨脹比對(duì)高壓端泄漏損失的影響72-73
• 5.3.3 間隙寬度對(duì)高壓端泄漏損失的影響73-74
• 5.3.4 間隙寬度對(duì)高溫端泄漏損失的影響74
• 5.3.5 膨脹比對(duì)高溫端泄漏損失的影響74-75
• 5.4 通流型壓力振蕩管制冷特點(diǎn)75-77
• 5.4.1 通流型和返流型氣波機(jī)制冷性能對(duì)比75-76
• 5.4.2 高溫端口末端問題分析76-77
• 5.5 通流型壓力振蕩管制冷的優(yōu)化77-79
• 5.6 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 附錄A 程序說明87-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況92-93
• 致謝93-94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：881700