氣體機(jī)排氣驅(qū)動復(fù)合吸收式制冷循環(huán)設(shè)計及優(yōu)化研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文氣體機(jī)氣體機(jī)排氣驅(qū)動復(fù)合吸收式制冷循環(huán)排氣驅(qū)動復(fù)合吸收式制冷循環(huán)設(shè)計設(shè)計及優(yōu)化優(yōu)化研究研究DesignOptimizationofCompoundAbsptionRefrigerationCycleDrivenbyGasEngineExhaust學(xué)科專業(yè)：動力機(jī)械及工程作者姓名：車家強(qiáng)指導(dǎo)教師：舒歌群教授田華副教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二零一六年十二月I摘要在全球能源短缺、溫室效應(yīng)加劇的大背景下，以氣體機(jī)為原動機(jī)的冷熱

2、電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)由于實(shí)現(xiàn)了能量的梯級利用，一次能源利用率大幅提升，得到了迅速發(fā)展。其中，由氣體機(jī)排氣驅(qū)動的吸收式制冷機(jī)的性能對整個聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的效率具有重要影響，而當(dāng)前在聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中廣泛采用的吸收式制冷機(jī)無法對氣體機(jī)排氣進(jìn)行高效利用，因此設(shè)計與氣體機(jī)排氣特性相適應(yīng)的高效吸收式制冷循環(huán)具有重要意義。高效吸收式制冷循環(huán)的構(gòu)建關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)高溫位熱?的高效轉(zhuǎn)化與低溫位熱?的梯級轉(zhuǎn)化。在高溫位熱?的轉(zhuǎn)化上，本文提出了“熱量?壓?冷量?‖和―熱量?功?冷量?

3、‖兩條?轉(zhuǎn)化路徑，并分別構(gòu)建了相應(yīng)的復(fù)合吸收式制冷循環(huán)，通過對循環(huán)性能的對比分析，確定―熱量?功?冷量?‖轉(zhuǎn)化路徑的優(yōu)勢。在低溫位熱?的梯級轉(zhuǎn)化上，通過排氣溫度梯度特性與底循環(huán)內(nèi)部發(fā)生過程的溫度梯度特性的匹配，實(shí)現(xiàn)了排氣低溫?zé)崃康母咝А⑸疃壤?。通過高、低溫位熱?轉(zhuǎn)化路徑的有機(jī)統(tǒng)一，最終設(shè)計完成了―基于正逆循環(huán)功熱耦合的增壓三效復(fù)合制冷循環(huán)‖。采用熱力學(xué)分析方法，對復(fù)合循環(huán)特性進(jìn)行了詳細(xì)而充分的考察。理論計算表明，相比傳統(tǒng)的三效循環(huán)，復(fù)

4、合循環(huán)在壓縮比為2.2，朗肯循環(huán)蒸發(fā)壓力為6.3Mpa的工況下實(shí)現(xiàn)了最高發(fā)生溫度降低50℃以上、COP提升10%以上的有益效果。同時還發(fā)現(xiàn)，正逆循環(huán)之間的功熱耦合雖然使復(fù)合循環(huán)獲得了優(yōu)異的熱力學(xué)性能，但也間接導(dǎo)致在每個固定的放氣范圍下復(fù)合循環(huán)存在極限壓縮比，即只有當(dāng)放氣范圍不是很大時（小于0.015），復(fù)合循環(huán)最高發(fā)生溫度才可以通過增壓被控制在165℃以下，從而可以避免嚴(yán)重的高溫腐蝕發(fā)生。而與壓縮功額外供給的增壓循環(huán)、多級做功循環(huán)的對比

5、分析也充分證明了復(fù)合循環(huán)熱力性能的優(yōu)異，并深刻揭示了復(fù)合循環(huán)的節(jié)能機(jī)理。研究了氣體機(jī)不同負(fù)荷對復(fù)合循環(huán)特性的影響，發(fā)現(xiàn)在發(fā)動機(jī)低負(fù)荷時（300kW）由于排氣溫度的降低，對復(fù)合循環(huán)的驅(qū)動能力減弱，使得復(fù)合循環(huán)COP大幅下降，最高發(fā)生溫度無法控制在165℃以下，有產(chǎn)生高溫腐蝕的潛在風(fēng)險。對復(fù)合循環(huán)的底循環(huán)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。將底循環(huán)串聯(lián)流程為逆串聯(lián)流程之后，發(fā)現(xiàn)由于復(fù)合循環(huán)特有的熱源低溫部分梯級驅(qū)動結(jié)構(gòu)的存在使得改進(jìn)后的系統(tǒng)最高發(fā)生溫度降低