本文關(guān)鍵詞：LNG卡車空調(diào)冷能利用系統(tǒng)設(shè)計及氣化器分析　出處：《山東大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： LNG 冷能 汽車空調(diào)系統(tǒng) 氣化器 扭曲螺旋管

【摘要】：世界能源環(huán)境危機促進了LNG(液化天然氣)汽車的發(fā)展。LNG的存儲溫度是-162℃,需要將天然氣溫度升溫至10～40℃才能供入發(fā)動機。天然氣在氣化升溫過程中會釋放巨大的冷能,本文所涉及的LNG汽車空調(diào)系統(tǒng)即利用天然氣氣化升溫過程中釋放的冷能。LNG氣化裝置是該空調(diào)系統(tǒng)的核心裝置,氣化器的氣化性能直接決定了天然氣發(fā)動機供氣的可靠性,探究氣化器的換熱性能極為必要。本文在廣泛閱讀文獻,了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,綜合利用理論分析、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對空調(diào)系統(tǒng)進行設(shè)計仿真,并對不同結(jié)構(gòu)氣化器進行數(shù)值計算得到各結(jié)構(gòu)下的換熱性能和壓降特性。LNG冷能用于汽車空調(diào)系統(tǒng)需要冷媒對來進行冷量的傳遞,本文結(jié)合實際確定合適的冷媒,實現(xiàn)利用LNG冷能為駕駛室供冷。LNG的存儲溫度為-162℃,易導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)管道結(jié)冰,并且LNG的流量隨汽車行駛工況變化而變化,因而在對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時綜合考慮了管道結(jié)冰,LNG流量不均勻的情況,以確�？照{(diào)系統(tǒng)的可靠性。氣化器是該空調(diào)系統(tǒng)的重要部件,本文利用CFD軟件對氣化器換熱情況進行計算。LNG在氣化器中存在相變,在計算過程加入相變函數(shù),以保證計算的真實性。分析了在LNG最大流量下,改變系統(tǒng)中冷媒流量得到系統(tǒng)管道不結(jié)冰的臨界工況,確定保證系統(tǒng)正常運行的最小冷媒流量,為系統(tǒng)的安全工作和泵的選型提供依據(jù)。核算了二級氣化器的氣化性能,探討空調(diào)系統(tǒng)對發(fā)動機供氣的影響。根據(jù)扭曲管換熱器的思想,設(shè)計出扭曲螺旋管換熱器。對不同導(dǎo)程和橫截面參數(shù)的扭曲螺旋管進行計算,得到各管換熱性能和壓降性能,比較不同扭轉(zhuǎn)螺旋管的綜合性能,得到相較于原氣化器螺旋管的優(yōu)化方案；并針對不同方案計算結(jié)果擬合得到扭曲螺旋管的換熱性能和流動特性無量綱關(guān)系式。利用一維軟件確定空調(diào)系統(tǒng)的實際送風(fēng)量,并根據(jù)一維計算得到得到空調(diào)換熱器冷媒流量和冷媒入口溫度的關(guān)系。根據(jù)三維計算得到的冷媒流量和一維計算得到的送風(fēng)量,搭建整個空調(diào)系統(tǒng)模型,驗證方案可行性,并優(yōu)化參數(shù)設(shè)計。
[Abstract]:The crisis in the world's energy environment has promoted the development of LNG (liquefied natural gas) vehicles. The storage temperature of LNG is -162 C, and the temperature of natural gas needs to be heated to 10~40 C in order to supply the engine. Natural gas will release huge cold energy during the process of gasification and heating. The LNG automotive air conditioning system in this paper is the cold energy released from natural gas gasification and heating process. The LNG gasification device is the core device of the air conditioning system. The gasification performance of the gasifier directly determines the reliability of the gas supply of the natural gas engine, and it is extremely necessary to explore the heat transfer performance of the vaporizer. In this paper, we read extensively the literatures and understand the research status at home and abroad. Combined with theoretical analysis and numerical simulation, we design and simulate the air conditioning system, and calculate the heat transfer performance and pressure drop characteristics of different structures under different structures. LNG cold energy can be used for vehicle air conditioning system to transfer refrigerating volume to refrigerant pairs. In this paper, combined with the actual situation, the suitable refrigerant is determined, and the LNG cold energy can be used to cool the cab. The storage temperature of LNG is -162 degrees, which is easy to cause the icing of air conditioning system, and the flow of LNG varies with the driving cycle. Therefore, when the design of air conditioning system is considered, the situation of pipeline icing and uneven LNG flow is taken into account, so as to ensure the reliability of air conditioning system. The gasifier is an important part of the air conditioning system. In this paper, the CFD software is used to calculate the heat transfer of the gasifier. LNG has a phase transition in the gasifier, and the phase transition function is added in the calculation process to ensure the authenticity of the calculation. Based on the analysis of the maximum flow rate of LNG, the critical condition of refrigerant system is obtained by changing the refrigerant flow rate in the system, and the minimum refrigerant flow to ensure the normal operation of the system is determined, which provides a basis for safety work and pump selection. The gasification performance of two stage gasifier is calculated and the influence of air conditioning system on engine gas supply is discussed. The twisted tube heat exchanger was designed according to the thought of the twisted tube heat exchanger. Twisted spiral on the different lead and cross-section parameters of the tube are calculated, the pipe heat transfer and pressure drop performance, comprehensive performance comparison of different reverse spiral tube, are compared with the optimization scheme for the original spiral pipe; and according to the different calculation schemes results fitted the twisted spiral tube heat transfer and flow the characteristics of the dimensionless relation. One dimension software is used to determine the actual air supply of the air conditioning system, and the relationship between the refrigerant flow rate and the inlet temperature of the refrigerant is obtained by one dimension calculation. According to the refrigerant flow rate and the air volume calculated by one-dimensional calculation, the whole air conditioning system model is built, and the feasibility of the scheme is verified, and the parameter design is optimized.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.851

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本文編號：1344929