蒸氣噴射準雙級壓縮制冷系統(tǒng)的實驗研究.pdf

1、在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中，確定制冷工質(zhì)后，系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力分別由蒸發(fā)溫度和冷凝溫度決定。蒸發(fā)溫度由系統(tǒng)的功能所決定，而冷凝溫度受環(huán)境介質(zhì)限制。當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時，壓縮機的壓縮比增大，由于壓縮機存在余隙容積，根據(jù)相關(guān)理論求解公式可以看出，隨著壓縮比的增大，壓縮機的余隙容積逐漸減小，當(dāng)壓縮比增加到某一數(shù)值后使得余隙容積降為零，此時，壓縮機便不再吸氣，制冷量也隨之降為零。而本文利用噴射器提高引射流體的壓力而不直接消耗機械能的特點，將其引入

2、到單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中，搭建蒸氣噴射準雙級制冷系統(tǒng)實驗臺，并研究系統(tǒng)性能。噴射器利用壓縮機的排氣作為動力，引射蒸發(fā)器出口的制冷工質(zhì)，提高其壓力后送入壓縮機吸氣口，不僅降低了壓縮比，使系統(tǒng)獲得更低的蒸發(fā)溫度，而且沒有其余的機械能消耗。噴射器是蒸氣噴射準雙級壓縮制冷系統(tǒng)的重要部件，本文用動力函數(shù)法計算得到噴射器的基本尺寸，并在實驗中探究其進出口狀態(tài)參數(shù)變化對噴射系數(shù)以及系統(tǒng)性能的影響。此外，文中對壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥及氣體噴射

3、器建立數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB語言編制相關(guān)計算程序，理論模擬系統(tǒng)性能。搭建實驗臺，此實驗臺可以通過閥門的開關(guān)實現(xiàn)單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)與蒸氣噴射準雙級壓縮制冷循環(huán)的兩種運行方式，并在不同工況下對系統(tǒng)制冷量及系統(tǒng)性能的變化進行實驗研究。
　　本研究通過對蒸氣噴射準雙級制冷系統(tǒng)和傳統(tǒng)單級蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的實驗對比得出：蒸氣噴射準雙級制冷系統(tǒng)可以獲得比單級蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)更低的蒸發(fā)溫度，并且在較低的蒸發(fā)溫度下，蒸氣噴射準雙級制冷系統(tǒng)性

4、能優(yōu)于單級蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)；實驗數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)蒸發(fā)溫度降低到-22.57℃時（Tk=303.15K），蒸氣噴射準雙級制冷系統(tǒng)的COP開始優(yōu)于單級蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)；當(dāng)蒸發(fā)溫度到-31.43℃時（Tk=308.15K），單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)將不再產(chǎn)生冷量，這是由于隨著壓比的不斷增大，壓縮機容積系數(shù)變?yōu)榱悖瑝嚎s機吸氣量隨之變?yōu)榱?，雖然制冷系統(tǒng)仍在不斷運行，但其制冷量卻為零，而本課題中測得蒸氣噴射準雙級制冷系統(tǒng)可達到的最低蒸發(fā)溫度為-36.52

5、℃。對氣體噴射器進行實驗研究，探究其進出口參數(shù)的變化對噴射器噴射系數(shù)及系統(tǒng)性能、制冷量的影響。首先分析了噴射器出口流體壓力變化對噴射系數(shù)和系統(tǒng)性能及制冷量的影響。實驗數(shù)據(jù)顯示：隨著混合流體出口壓力的增加，噴射系數(shù)逐漸降低，系統(tǒng)制冷量也呈下降趨勢，但系統(tǒng)COP隨著混合出口流體壓力的變化曲線為二次曲線，當(dāng)噴射器進口流體壓力為880KPa時，混合流體出口壓力在220KPa～240KPa時系統(tǒng)COP較好；其次分析了工作流體對噴射系數(shù)及系統(tǒng)的影響

6、。實驗數(shù)據(jù)顯示：當(dāng)工作流體的壓力逐漸增加時，噴射系數(shù)及系統(tǒng)COP、制冷量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在本文實驗條件下，當(dāng)工作流體的壓力為900KPa～930KPa時，系統(tǒng)COP較好；另外對噴射器引射流體的壓力與噴射系數(shù)及系統(tǒng)COP、制冷量間的關(guān)系進行分析。分析實驗數(shù)據(jù)可得：當(dāng)引射流體的壓力增加時，噴射系數(shù)呈上升趨勢，隨著噴射系數(shù)的逐漸增加，蒸氣噴射準雙級制冷系制冷量呈現(xiàn)相同的變化趨勢，但引射流體壓力與系統(tǒng)COP的變化曲線為二次曲線，當(dāng)引射