堆疊金屬珠式回?zé)崞餍阅苣M與優(yōu)化
本文關(guān)鍵詞：堆疊金屬珠式回?zé)崞餍阅苣M與優(yōu)化
更多相關(guān)文章： VM循環(huán)熱泵 堆疊金屬珠回?zé)崞?/b> 格子Boltzmann方法 流阻損失 回?zé)崞餍?/b> 優(yōu)化
【摘要】：VM循環(huán)熱泵按閉式氣體回?zé)嵫h(huán)原理工作,能高效利用低品位能源,具有節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)。其回?zé)崞鲀?nèi)部是交變流動(dòng),不同結(jié)構(gòu)形式的回?zé)崞髁鲃?dòng)特性差異較大,對VM熱泵的性能有決定性的影響。堆疊金屬珠回?zé)崞骶哂袩嵝矢叩忍攸c(diǎn),但也具有流阻損失大等缺點(diǎn),因此本文以VM循環(huán)熱泵中的堆疊金屬珠式回?zé)崞鳛檠芯繉ο?運(yùn)用格子Boltzmann等方法進(jìn)行回?zé)崞鞯男阅芊治雠c優(yōu)化。VM循環(huán)熱泵中的回?zé)崞魇菬o閥回?zé)崞?其內(nèi)部流動(dòng)是不穩(wěn)定流動(dòng)。表征堆疊金屬珠回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)特征參數(shù)有回?zé)崞鏖L徑比、球體直徑和單位長度換熱面積等,運(yùn)行參數(shù)有運(yùn)行頻率、充氣壓力和入口溫度等。根據(jù)參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù),對外部結(jié)構(gòu)為圓柱形、填料材料為不銹鋼的堆疊金屬珠回?zé)崞鬟M(jìn)行了初步計(jì)算,得到回?zé)崞鞯牧髯钃p失為766.13W,回?zé)崞餍蕿?.96,VM循環(huán)熱泵的COP為1.76。為解決堆疊金屬珠回?zé)崞髁髯璐蟮膯栴},本文采用格子Boltzmann方法的二維九速模型對順排和插排布置的回?zé)崞鬟M(jìn)行速度場和壓力場的模擬。模擬結(jié)果表明:速度和壓力分布呈現(xiàn)出正弦規(guī)律變化。根據(jù)模擬結(jié)果,擬合出阻力系數(shù)的關(guān)聯(lián)式,并與其它文獻(xiàn)得到的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了對比分析。以回?zé)崞髁髯钃p失為目標(biāo),在給定的參數(shù)范圍內(nèi),討論了入口溫度、充氣壓力、運(yùn)行頻率、長徑比、回?zé)崞鏖L度和球體直徑等參數(shù)對流阻損失的影響,得到運(yùn)行頻率和長徑比是主要影響因素,其次是球體直徑和回?zé)崞鏖L度,影響較小的是入口溫度和充氣壓力。為了保證流阻損失較小時(shí)回?zé)崞餍瘦^高,進(jìn)行了上述回?zé)崞魈卣鲄?shù)對回?zé)崞餍实挠绊懛治�。�?dāng)回?zé)崞鏖L度為0.08m,充氣壓力為8MPa,運(yùn)行頻率為400rad/min,回?zé)崞鏖L徑比約為1.5,球體直徑為0.4×10-3m和入口溫度約為600K時(shí),計(jì)算得到流阻損失由766.13W降到為547W,回?zé)崞餍视?.96提高到0.98,VM系統(tǒng)COP由1.76提高到2.1。最后推導(dǎo)計(jì)算出一種回?zé)崞鲹p失的計(jì)算公式,可用于回?zé)崞鲹p失的優(yōu)化計(jì)算。
【關(guān)鍵詞】：VM循環(huán)熱泵 堆疊金屬珠回?zé)崞?/strong> 格子Boltzmann方法 流阻損失 回?zé)崞餍?/strong> 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK115
【目錄】：
- 摘要5-6
- Abstract6-8
- 主要符號表8-11
- 第1章 緒論11-18
- 1.1 研究背景與意義11-12
- 1.2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)12-17
- 1.2.1 回?zé)崞髁鲃?dòng)與換熱的研究12-15
- 1.2.2 格子Boltzmann方法的研究15-17
- 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-18
- 第2章 堆疊金屬珠回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能計(jì)算18-36
- 2.1 VM熱泵系統(tǒng)18-19
- 2.2 VM熱泵的優(yōu)點(diǎn)及回?zé)崞鞯淖饔?/span>19-20
- 2.3 回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)20-24
- 2.3.1 回?zé)崞鞯姆诸?/span>20-21
- 2.3.2 回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)形式21
- 2.3.3 回?zé)崞魈畛浞绞?/span>21-24
- 2.4 堆疊金屬珠回?zé)崞鞯奶卣鲄?shù)24-27
- 2.4.1 回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)24-25
- 2.4.2 回?zé)崞鞯奈镄詤?shù)25-27
- 2.4.3 回?zé)崞鞯倪\(yùn)行參數(shù)27
- 2.5 回?zé)崞髁髯韬托实挠?jì)算27-31
- 2.5.1 回?zé)崞饕阎獏?shù)27-28
- 2.5.2 回?zé)崞髁髯韬托?/span>28-31
- 2.6 VM熱泵損失和COP計(jì)算31-35
- 2.7 本章小結(jié)35-36
- 第3章 格子Boltzmann方法對回?zé)崞髁鲃?dòng)的模擬36-53
- 3.1 格子BOLTZMANN方法36-39
- 3.1.1 LBM理論介紹36-37
- 3.1.2 模型介紹37-38
- 3.1.3 邊界條件38-39
- 3.2 模擬驗(yàn)證39-40
- 3.3 模擬流程40-41
- 3.4 多孔介質(zhì)模型的構(gòu)造41
- 3.5 單位轉(zhuǎn)換41-43
- 3.6 多孔介質(zhì)模擬結(jié)果43-49
- 3.6.1 速度場43-47
- 3.6.2 壓力場47-49
- 3.7 堆疊金屬珠回?zé)崞髯枇ο禂?shù)49-52
- 3.8 本章小結(jié)52-53
- 第4章 堆疊金屬珠回?zé)崞髁髯柩芯?/span>53-61
- 4.1 回?zé)崞髁髯钃p失53-54
- 4.2 回?zé)崞髁髯璧挠绊懸蛩胤治?/span>54-59
- 4.2.1 幾何參數(shù)對流阻的影響54-56
- 4.2.2 物性參數(shù)對流阻的影響56-57
- 4.2.3 運(yùn)行參數(shù)對流阻的影響57-59
- 4.3 確定主、次要影響因素59-60
- 4.4 本章小結(jié)60-61
- 第5章 堆疊金屬珠回?zé)崞鞯膬?yōu)化設(shè)計(jì)61-68
- 5.1 回?zé)崞餍视?jì)算61-63
- 5.2 以回?zé)崞餍蕿槟繕?biāo)函數(shù)的最佳參數(shù)63-65
- 5.3 堆疊金屬珠回?zé)崞鲹p失的優(yōu)化65-67
- 5.4 本章總結(jié)67-68
- 第6章 結(jié)論與展望68-70
- 6.1 結(jié)論68-69
- 6.2 展望69-70
- 參考文獻(xiàn)70-75
- 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作75-76
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文76-77
- 致謝77
【參考文獻(xiàn)】
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，本文編號：834410
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