制冷渦旋壓縮機(jī)的仿真與優(yōu)化.pdf

1、渦旋壓縮機(jī)是一種新型的容積式壓縮機(jī)，以其效率高、體積小、質(zhì)量輕、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于空調(diào)和制冷機(jī)組中，因此對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作過程、整體性能及其在整個(gè)制冷系統(tǒng)中的匹配的研究相當(dāng)重要。本文根據(jù)制冷渦旋壓縮機(jī)研究現(xiàn)狀，采用理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，對(duì)其進(jìn)行了建模仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)。 闡述了制冷渦旋壓縮機(jī)的研究背景，分析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，總結(jié)了渦旋壓縮機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展；在此基礎(chǔ)上通過對(duì)渦旋嚙合基本幾何理論的研

2、究，在合理簡(jiǎn)化假設(shè)條件下，建立了制冷渦旋壓縮機(jī)分布參數(shù)幾何模型、控制模型、制冷劑物性模型和傳熱模型等，對(duì)制冷渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行仿真，旨在分析渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)制冷空調(diào)系統(tǒng)性能的影響。 闡述了制冷系統(tǒng)的組成，以及制冷工質(zhì)在各個(gè)主要部件中的工作過程，并參照lgp-h圖分析了制冷系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)；確定了影響制冷渦旋壓縮機(jī)性能的關(guān)鍵因素，并在此基礎(chǔ)上建立了優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；應(yīng)用模擬生物在自然環(huán)境中遺傳和進(jìn)化過程的一種全局優(yōu)化概率搜索方法——遺傳

3、算法對(duì)動(dòng)靜渦旋盤進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決了傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法難以解決的離散且復(fù)雜的非線性問題，使制冷渦旋壓縮機(jī)能效比EER達(dá)到最大值。 闡述了渦旋壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)產(chǎn)生的背景，指出了經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)的基本形式，結(jié)合系統(tǒng)流程圖和循環(huán)圖分析了各自工作過程和特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)既可以按常規(guī)模式運(yùn)行又可以按照準(zhǔn)二級(jí)模式運(yùn)行，使系統(tǒng)在正常的制熱/制冷以及低溫制熱工況下的經(jīng)濟(jì)性均可較好兼顧；分析了傳統(tǒng)的中間補(bǔ)氣渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，提出了新型適合經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)中間

4、補(bǔ)氣渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)新型中間補(bǔ)氣渦旋壓縮機(jī)工作過程進(jìn)行了詳細(xì)分析。 通過對(duì)渦旋壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析，給出了渦旋壓縮機(jī)系統(tǒng)區(qū)間系數(shù)的可靠性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，把非線性區(qū)間規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化為等價(jià)的雙目標(biāo)非線性規(guī)劃模型，并在此基礎(chǔ)上闡述了用遺傳算法求取最優(yōu)解基本思想，文中使用了加權(quán)目標(biāo)項(xiàng)和懲罰項(xiàng)，迫使遺傳搜索趨近于最優(yōu)解，在體積、重量和總費(fèi)用的約束條件下，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)使整個(gè)系統(tǒng)的可靠度最高；對(duì)渦旋壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性試驗(yàn)，根