一、船用跨临界循环二氧化碳制冷系统性能仿真(论文文献综述)
魏丽红[1](2021)在《透平式二氧化碳膨胀机开发及相变特性研究》文中研究表明氟利昂类工质导致了严重的臭氧层空洞效应及温室效应,各国分别制定了淘汰CFCs、HFC等工质的期限,研发替代工质及其相适用设备迫在眉睫。其中二氧化碳以其优良的热力学性能及显着的环保性能,赢得了广泛关注。由于二氧化碳特殊的热物性,对相关系统的研究及压缩机、膨胀机等关键设备的研发都提出了新的挑战。当前由于二氧化碳在临界区域物性波动较大及气液两相膨胀过程相变理论涉及许多交叉学科,二氧化碳膨胀机的研发应用处于瓶颈状态,针对二氧化碳特殊物性开发出运行稳定的膨胀装置是目前的研究热点。透平膨胀机相较于容积型膨胀机更易清洁、且运行更接近于等熵膨胀过程,得到了广泛的研究与关注。本文设计的透平膨胀机进口为近临界区饱和液态,经过膨胀相变后出口为气液两相流,采用均相设计方法,得到透平膨胀机通流部分蜗壳、喷嘴、工作轮的造型参数并建立几何模型。数值模拟采用平衡相变模型研究透平膨胀机的内流相变特性,与当前已有的二氧化碳透平膨胀机实验结果进行对比验证模拟方案可行性,对比分析模拟结果与设计结果,验证本文设计方法的合理性。结合透平膨胀机工作原理及相关理论,研究喷嘴叶片出口角度为12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°时膨胀机的内部流动特性,分析喷嘴出口叶片角度对于工作轮流道流动状况的影响。研究发现在喷嘴出口叶片角度为13°时,工作轮入口压力面漩涡消失,流体沿着叶片型线均匀流出,整体流动状况最好。在原设计进口状态的基础上,通过等压情况下改变膨胀机进口温度,以及等温情况下改变膨胀机进口压力,计算分析膨胀机性能及内流特性,研究透平膨胀机进口状态参数对透平膨胀机性能的影响。结果表明在进口压力不变的情况下,进口温度越高,膨胀机性能越好;在进口温度不变的情况下,进口压力越低,膨胀机性能越好。即质量流量不变时,透平膨胀机进口状态越接近饱和状态点做功能力越强。分析了质量流量分别为4.5、5、5.5、6、6.5kg/s时,透平膨胀机性能随不同喷嘴叶片出口角度的变化规律,质量流量相同时,透平膨胀机做功量随着喷嘴叶片出口角度减小而增加;喷嘴叶片出口角度相同时,透平膨胀机做功量随着质量流量减小而降低。
刘垌[2](2021)在《压缩引射CO2水源热泵系统仿真及性能优化研究》文中指出随着经济的发展,能源短缺和环境污染已经成为最瞩目的问题,为实现可持续发展,在热泵方面以CO2为制冷剂,采用压缩引射的技术,提高热泵系统的性能。本文对压缩引射式的CO2水源热泵系统进行仿真及性能优化。首先通过仿真与实验对比,对换热器进行了优化设计,然后对传统CO2水源热泵、标准两相引射器循环热泵和引射器再循环热泵进行了系统性能对比。通过稳态分布参数法对气体冷却器和蒸发器进行了微元划分,气体冷却器对不同CO2侧进口参数,水侧进口参数,管长以及管径等参数分析了换热量和压降的变化过程。研究结果表明:CO2的质量流量每增大0.01kg/s出口温度会提高10%,同时也会增加管内摩擦,导致CO2侧压降增加;CO2侧进口压力变大,出水温度提高5%~10%,但温度不会一直上升;换热量随着管长的增加,会达到一个稳定的峰值;提高CO2进口温度,可以提高换热量的峰值;适当减小管径可以获得较大热重比,同时减小压降,提高气冷器性能。蒸发器对管长,内管外径,管程数,CO2质量流量和水进口温度等参数分析了换热系数、换热量和压降的变化过程,并作出了温度、Nu数和制冷剂侧传热系数沿两相区管长的变化曲线图。研究结果表明:管长,内管外径,管程数都存在最优区间,分别为3~6m、0.004~0.006m和2~4管程,使换热效果最好;CO2质量流量和水进口温度对压降影响较大,从而影响换热性能。三个循环系统中,传统系统COP的影响因素主要有蒸发温度、冷却器出口温度、压缩机效率以及过热度。标准两相引射器循环系统和引射器再循环系统的COP影响因素主要有蒸发温度、冷却器出口温度以及引射比。研究结果表明:带有引射器的热泵系统性能比传统热泵更好,系统性能提升大约在36%。在改变两个引射热泵系统的引射比时,单相流体引射器引射再循环系统的系统性能比标准两相引射器引射循环系统系统性能提高约15%。图45幅;表6个;参79篇。
张振宇[3](2020)在《车用CO2喷射制冷系统性能研究》文中研究指明由于全球变暖、臭氧层破坏等环境问题愈发严重,汽车空调中广泛使用的高GWP(Global Warming Potential)制冷剂R134a正逐步被替代。天然工质CO2(R744)的温室效应极低,是一种非常好的替代制冷剂。但其存在着高温工况下性能衰减严重、节流损失大的缺点。采用喷射器能够回收工质膨胀功,提高系统能效,因此该方法备受关注。因而研究喷射器内部的两相流动机理以及带喷射器的跨临界二氧化碳汽车空调系统特性对二氧化碳制冷剂在汽车空调上的应用意义重大。本文采用喷射器数值仿真以及实验研究的方法对带喷射器的二氧化碳汽车空调系统进行研究。主要研究内容以及结论包括:(1)喷射器单体数值仿真。基于混合多相流、可压缩和相变模型开发了喷射器计算流体力学模型,利用模型分析了喷射器内部压力和Mach数的变化以及空化相变、蒸发相变和超声速激波现象。针对喷射器的关键结构参数仿真优化研究,确定最优的结构尺寸,为车用领域喷射器的结构设计奠定了理论基础。(2)喷射器单体性能分析。通过实验分析了喷射器入口制冷剂状态对单体性能影响。分析了Nakagawa、Butrymowicz以及Elbel单体效率模型之间的差异以及入口状态对模型的影响;根据Bukingham的π理论建立了喷射器的引射比预测模型,能有效的根据入口状态预测喷射器的引射比。(3)二氧化碳喷射制冷系统和常规制冷系统性能对比。实验对比研究了充注量、电子膨胀阀开度、室外侧环境温度、室内侧风量以及压缩机转速对系统性能的影响。在1.5kg充注量下,喷射循环的COP和制冷量比常规循环高8.6%和9.4%。喷射系统性能随着蒸发器前电子膨胀阀开度的增加,先变大后缓慢降低。随着室外温度增加,常规系统制冷量降低了31.2%,而喷射系统仅为15.6%。研究结论能为二氧化碳喷射器在汽车上的应用提供指导。
陈斌[4](2020)在《多联引射器双温CO2制冷系统数值模拟及实验研究》文中进行了进一步梳理对于传统的跨临界CO2制冷系统,其系统运行压力高、节流前后能量损失严重。引射器正在被广泛的应用到各种制冷循环系统中,用于回收低品位的膨胀功。多联引射器即由几个固定几何尺寸的喷射器并联在一起工作的元件,其调节功能更加灵活,能够满足不同工况条件下系统制冷剂质量流量的变化需求。本文研究了多联引射器CO2双温制冷循环系统,该系统中采用多联引射器代替传统高压阀,可以回收部分低品位膨胀功,以减少节流过程中的不可逆损失,产生额外冷量,进而提高系统COP,其可以满足商业超市中冷冻冷藏需求。本文采用集总参数法对多联引射器双温制冷系统的主要部件建立了数学模型,应用Matlab语言编写程序对系统性能进行了模拟研究,分析了气冷器出口温度、气冷器出口压力、并行压缩机、系统中间压力、中低温蒸发器蒸发温度对制冷系统性能的影响。在课题组前期成员搭建的多联引射器循环制冷系统实验台基础上进行改进,并进行了双温制冷循环系统的实验工作,主要研究了系统中间压力、中低温蒸发温度对制冷系统性能的影响,并对实验结果与模拟结果进行了对比,主要结论如下:(1)模拟结果表明:在相同工况条件下,采用多联引射器代替高压阀可以有效的回收部分膨胀功,增加系统制冷量并提高系统COP,制冷量提高约9.2%31.1%、COP提高约9.5%35.14%。(2)模拟结果表明:在双温区蒸发温度及气冷器出口压力恒定时,受气冷器出口温度的影响,系统制冷量及COP呈先增加后逐渐减少趋势,气冷器出口压力越高,系统制冷量及COP峰值所对应的气冷器出口温度也越高。(3)模拟结果表明:在双温区温蒸发温度及气冷器出口温度恒定时,受气冷器出口压力的影响,系统总功率及制冷量呈逐渐增加趋势;在较高气冷器出口温度下,系统COP随气冷器出口压力的升高呈先升高后降低趋势,系统存在最佳气冷器出口压力,此时COP取得最大值。(4)模拟结果表明:在多联引射模式运行时,辅助高压机压缩机的使用可以降低次高汽液分离器中的闪发气体,增加系统循环质量流量,降低系统功耗,进而提高系统制冷量及COP。(5)实验结果与模拟结果表明:在相同工况条件下,多联引射器双温制冷系统存在最佳的中间压力,在系统最佳中间压力处,系统制冷量和COP均取得最大值,整体上实验结果与模拟结果变化趋势一致。(6)实验结果与模拟结果表明:在相同工况条件下,受中温蒸发温度的影响,系统制冷量及COP均随中温蒸发温度的增加而增大;受低温蒸发温度的影响,系统制冷量缓慢降低,而COP逐渐增大;整体上实验结果与模拟结果变化趋势一致。
张永明[5](2020)在《跨临界二氧化碳热泵热水机组的性能模拟与实验研究》文中指出CO2作为新一代制冷剂,凭借其化学性质稳定、无毒、环境友好等优点,在制冷空调与热泵领域占据愈来愈重要的地位。提高跨临界CO2热泵热水系统的运行效率对解决能源问题与缓解温室效应具有重要意义,是目前国内外研究重点。本文采用实验研究与仿真模拟相结合的方式,开展跨临界CO2热泵热水机组全年运行实验,研究分析了不同参数对系统运行性能的影响并提出优化运行方案;建立了系统动态模型以研究其动态响应特性,为系统性能改进和优化控制奠定基础。论文首先对某实际跨临界CO2热泵热水机组开展实验研究,分析环境温度对机组能效的影响。结果表明,夏季与过渡季工况下,环境温度对机组制热量与COP的影响有限,制取相同温度的热水,更高的环境温度带来更高的制热效率,而随环境温度继续上升,制热效率提升幅度减缓。环境温度从24℃升至28℃,COP上升3.75%,从28℃升至32℃,COP上升2.34%。冬季工况下,环境温度对制热量和COP的影响较大,制热效率随环境温度降低而迅速下降,且环境温度越低,制热效率降低得越多。环境温度从14℃降至10℃,COP下降12.8%;从10℃至6℃,制热量减少31.8%,COP下降32.9%;研究了出口水温对机组能效的影响。结果表明,同一环境温度,随出口热水温度上升,机组制热量降低,耗功增大。冬季工况时,出口热水温度从60℃上升至90℃,制热量下降38.9%;夏季时这一数字为10.96%。以实际CO2热泵热水机组为对象建立了动态仿真模型。对气冷器和蒸发器建立分布式参数模型,对压缩机和膨胀阀采用准稳态模型。根据质量守恒、能量守恒、动量守恒方程将各个部件耦合为完整系统。在验证模型可靠性的基础上,开展了跨临界CO2热泵热水系统的动态特性模拟研究。分别选取内部参数(压缩机转速)和外部参数(进水流量)为阶跃输入,模拟系统的动态响应特性。结果表明,改变压缩机转速可有效调节系统高低压力和出口水温,且响应速度快,控制精度要求高。改变进水流量引起的系统变化较不明显且响应较慢。最后,结合南京市气候条件对某实际CO2热泵热水机组进行全年运行实验,得到机组逐月制热效率的分布,并采用压缩机变频与定时加热的优化策略提升经济效益。结果表明,采用压缩机变频策略后,夏季、过渡季和冬季循环加热模式COP分别提升10.6%、4.9%和6.4%;采用定时加热策略后,冬季直热模式COP提升4.5%,夏季和过渡季COP虽分别下降1.7%和3.7%,但总运行费用却减少31.5%和29.6%。优化后机组全年运行费用为优化前的78%,经济效益提升显着。通过开展上述工作,有助于更深刻地理解跨临界CO2热泵热水机组的运行性能和动态响应特性。研究成果对指导系统优化控制和高效运行提供了思路。
张晓乐[6](2020)在《跨临界二氧化碳水-水热泵系统仿真及实验研究》文中研究说明热泵作为一种典型的能量梯级利用的供热方式,在生活、工业等各方面得到广泛应用。但传统热泵利用氟利昂等工质作为制冷剂,加剧了地球的温室效应并对臭氧层产生了很大破坏。自然工质二氧化碳作为热泵系统的制冷剂,对环境无污染,换热效率高,成为人们关注的重点。本文以跨临界二氧化碳热泵水-水系统作为研究对象,通过对二氧化碳热泵系统的热力分析,利用集中参数法,建立了跨临界二氧化碳热泵系统气冷器、蒸发器、压缩机等关键设备的仿真模型,通过各设备进出口的相互关系,建立了热泵系统的稳态仿真模型。在仿真计算过程中,EES(Engineering Equation Solver)作为一种工程方程求解软件,其内部内置了大量数学和热力学函数,为解决工程热力学、流体力学以及传热学等问题提供了快捷方便的方法。本文利用EES软件对跨临界二氧化碳热泵系统的热力循环进行了分析计算,利用MATLAB软件编写了系统仿真程序,并利用REFPROP软件获取工质物性。通过计算结果,分析了系统的输入参数:冷却水、冷冻水的进口温度、工作压力的变化对系统性能的影响,为实际系统的设计及应用提供了依据。在仿真分析与计算的基础上,本文对跨临界二氧化碳热泵系统进行了结构设计与设备的选型,确定了系统结构及设备参数。本文在换热器的设计过程中,在夹点分析的基础上,通过寻求工质与水换热过程的沿程最小夹点温度,确定了相关换热器的换热面积,为跨临界二氧化碳热泵系统的换热设备的设计与优化提供了方法与依据。
王彦杰[7](2019)在《用于驱动恒温恒湿空气处理机组的二氧化碳地源热泵性能研究》文中指出恒温恒湿空气处理机组对温湿度的控制精度较高且运行时间长,其耗能较大。面对能源紧缺的现状,我国提出了绿色低碳的发展理念,且全国各地都在不同程度上出台了一系列促进绿色低碳发展的政策,而地源热泵技术顺应了低碳、节能的时代潮流,被称为是21世纪的“绿色空洞技术”。基于此,本文提出了用于驱动恒温恒湿空气处理机组的新型跨临界单/双级二氧化碳地源热泵系统,分别介绍了两种系统在冬季的运行过程,用MATLAB和REFPROP9.0对系统进行了建模计算,通过计算结果,比较分析两个系统在新风温度、新风比、地埋管进口水温、压缩机排气压力、中间压力、流量系数等方面的性能系数大小。结果发现:对于两个系统而言,系统性能系数均随室外新风温度的升高呈下降趋势,且在室外新风无需预热时,系统性能系数下降趋势的缓慢程度会发生一定程度的变化;在此情况下,新风比这一因素对其变化趋势影响最大,压缩机排气压力次之,地埋管进口水温的影响最小。系统性能系数均随新风比的增大呈近似直线的上升趋势;在此情况下,室外新风温度这一因素对其变化趋势影响最大,地埋管进口水温次之,压缩机排气压力的影响最小。系统性能系数均随地埋管进口水温呈上升的趋势,且地埋管进口水温越高,系统性能系数增长的速率越快;在此情况下,压缩机排气压力对其变化趋势影响较大,新风比次之,室外新风温度的影响最小。系统性能系数均随压缩机排气压力呈下降趋势;在此情况下,地埋管进口水温这一因素对其变化趋势影响较大,新风比次之,室外新风温度的影响最小。对于跨临界二氧化碳双级地源热泵系统,在不同的流量系数下,系统性能系数随之呈下降趋势,且流量系数越大,其下降的速度越慢;在不同的中间压力下,系统性能系数随之呈先升高后下降的变化趋势,大部分情况均存在最优压力,在5.9MPa与6.2MPa之间。双级系统的系统性能系数一直高于单级系统。双级系统与单级系统之间的系统性能系数提升率随室外新风温度先近似保持42.83%不变,而在室外新风不需要预热的时候,随之呈近似直线的下降趋势;系统性能系数提升率随新风比和压缩机排气压力均呈上升趋势,但随地埋管进口水温呈近似直线的下降趋势。
潘浩[8](2019)在《基于MATLAB的二氧化碳热泵热水器系统仿真与实验研究》文中指出二氧化碳跨临界循环热泵热水机组作为新一代的热水制取设备,在节能、环保和高效等方面具有十分显着的优势,但CO2流体在超临界区物性参数变化剧烈和系统运行压力高等特点给CO2热泵热水机的系统设计与优化增加了难度。因此,本文针对某款CO2热泵热水机主要做了如下工作:(1)参考传统热泵系统的建模方法,在MATLAB中建立用于CO2跨临界循环各部件的稳态数学模型,并在此基础上在SIMULINK平台中建立了系统的仿真计算模型;(2)在环境模拟焓差实验室中测试和分析了在不同环境温度和不同出水温度对该机组的输入功率和制热量等运行参数的影响;依据测试数据修正各模型参数来提高计算精度,并拟合得到了压缩机的漏热系数与出水温度和环境温度之间的关联式;(3)分别利用部件和系统仿真模型分析了机组高温出水时气体冷却器的传热特性和其换热面积对传热特性的影响,并分析在特定工况下回热器大小对系统运行参数的影响;经过上述阶段性工作,本文得出了如下结论:机组高温出水时气体冷却器中传热特性的恶化主要是由于超临界CO2流体物性特性和水流量的影响且传热面积的增大能缓解该衰减现象但效果有限;在考虑节流损失时,回热器存在最佳的换热面积使得在特定工况下的节流损失最小、制热量最大和系统能效比最大。
王栋[9](2019)在《采用CO2跨临界循环的小型系统运行特性和性能优化》文中认为本文以采用CO2跨临界循环的小型系统为研究对象,以提高系统性能为研究目的,提出通过优化系统运行参数和以共沸混合制冷剂代替纯质制冷剂的方案。论文还对CO2系统测试环境室及其融霜节能装置进行了简单介绍,最后,为扩大CO2制冷技术的应用范围,对“双温区”的电冰箱系统进行了理论设计。基于小型CO2系统建立了最优运行参数计算的热力学模型,在设定的工况下,利用模型预测了毛细管几何结构与制冷剂充注量之间的最优组合。依据理论计算结果,设计并搭建了一套小型CO2热泵热水器系统,利用该试验台对热力学模型的计算结果进行验证。实验结果表明,当蒸发温度为3℃,气冷器出口温度为34℃,毛细管内径为1mm时,毛细管管长与制冷剂充注量之间的最优组合为3.9m和270g。对比相同运行条件下的实验数据和理论计算数据可知所建立的热力学模型具有相对较好的准确度,可以为确定小型CO2跨临界循环中预测毛细管几何结构与制冷剂充注量之间的最优组合提供理论指导。基于优化设计后的CO2跨临界循环,筛选出R41工质,可与CO2组成共沸混合制冷剂。在三种不同的小型系统中(冷柜系统、空气源热泵热水器系统、水源热泵热水器系统),不断改变工作条件,对CO2/R41共沸混合制冷剂的性能展开了大量研究,结果表明CO2/R41混合制冷剂将是取代纯质CO2制冷剂的一种很好的替代品。因为其具有稳定的化学性质、较低的最优高压、较大的系统COP、较低的压缩机压缩比、较低的排气温度、较高的单位制冷量和制热量。同时,CO2/R41(0.5/0.5)混合制冷剂可以有效地提高系统的?效率(超过23%),且冷柜系统?效率几乎等于热泵热水器系统,这意味着CO2/R41是一种应用于冷柜系统中的很有潜力的制冷剂。为了给以后小型CO2系统性能测试提供实验平台,基于一台冷库,设计了一个恒温室,该恒温室具有很好的控温精度,所设计的蒸发器融霜节能装置也具有很好的效果。最后,对一台双温两门电冰箱系统进行了详细的理论设计,该系统采用CO2跨临界循环,可以CO2制冷技术应用范围的扩大提供思路。
杜诗民,刘业凤,朱洪亮,卓之阳,张华[10](2016)在《跨临界CO2循环的研究进展及应用》文中指出近年来,跨临界CO2循环制冷系统的研究发展非常迅速,已经成为国内外学者竞相研究的热点.综述了跨临界CO2循环的国内外研究现状以及跨临界CO2循环的商业应用研究和发展前景.经分析发现,跨临界CO2循环系统的研究方向主要集中在提高循环性能、充注量对系统性能的影响和跨临界CO2毛细管节流这三个方面.总结了跨临界CO2循环应用于热泵热水器、汽车空调和超市冷冻冷藏领域的研究状况.总之,CO2是一种非常具有发展潜力的制冷剂,在超临界CO2制冷方面还需要进行更多的研究,逐步解决生产技术、运行效率、安全等方面的问题.
二、船用跨临界循环二氧化碳制冷系统性能仿真(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、船用跨临界循环二氧化碳制冷系统性能仿真(论文提纲范文)
(1)透平式二氧化碳膨胀机开发及相变特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 CO_2循环系统国内外研究现状 |
1.2.2 CO_2膨胀机研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
2 透平式CO_2膨胀机理论研究 |
2.1 透平膨胀机工作原理 |
2.2 膨胀相变理论介绍 |
2.3 气液两相流物性处理 |
2.4 本章小结 |
3 透平式CO_2膨胀机开发设计 |
3.1 喷嘴、工作轮设计造型 |
3.1.1 喷嘴、工作轮热力设计 |
3.1.2 喷嘴、工作轮模型建立 |
3.2 蜗壳设计造型 |
3.2.1 蜗壳热力设计 |
3.2.2 蜗壳模型建立 |
3.3 本章小结 |
4 透平式CO_2膨胀机相变特性研究 |
4.1 网格划分 |
4.2 湍流数值方法 |
4.3 模拟方法验证 |
4.3.1 网格无关性分析 |
4.3.2 模拟结果验证 |
4.4 膨胀机内流相变特性分析 |
4.5 本章小结 |
5 透平式CO_2膨胀机优化研究 |
5.1 喷嘴叶片出口角的优化 |
5.2 膨胀机性能曲线 |
5.3 进口状态对透平性能影响 |
5.3.1 等压情况下进口温度对透平性能影响 |
5.3.2 等温情况下进口压力对透平性能影响 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)压缩引射CO2水源热泵系统仿真及性能优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 跨临界CO_2热泵系统的研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 带引射器的跨临界CO_2热泵研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 跨临界CO_2水源热泵实验系统 |
2.1 跨临界CO_2水源热泵系统实验装置 |
2.1.1 跨临界CO_2水源热泵系统介绍以及系统实物图 |
2.1.2 跨临界CO_2水源热泵系统流程图以及系统配置 |
2.2 跨临界CO_2水源热泵系统实验内容及步骤 |
2.3 跨临界CO_2水源热泵系统实验数据处理 |
2.4 跨临界CO_2水源热泵系统实验结果 |
2.5 本章小结 |
第3章 超临界CO_2套管式气体冷却器优化设计 |
3.1 气体冷却器结构优化设计 |
3.1.1 气体冷却器结构模型 |
3.1.2 气体冷却器微元模型 |
3.1.3 气体冷却器换热方程式 |
3.2 气体冷却器算法设计 |
3.3 气体冷却器模型验证 |
3.4 气体冷却器仿真结果分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 CO_2套管式蒸发器优化设计 |
4.1 蒸发器结构优化设计 |
4.1.1 蒸发器结构模型 |
4.1.2 蒸发器微元模型 |
4.1.3 蒸发器换热方程式 |
4.1.4 蒸发器算法设计 |
4.1.5 蒸发器仿真模拟及结果分析 |
4.2 标准两相引射器循环蒸发器仿真 |
4.2.1 标准两相引射器循环蒸发器算法设计 |
4.2.2 标准两相引射器循环蒸发器仿真结果分析 |
4.3 引射器再循环蒸发器仿真 |
4.3.1 引射器再循环蒸发器仿真算法设计 |
4.3.2 引射器再循环蒸发器仿真结果分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 跨临界CO_2水源热泵系统仿真 |
5.1 压缩机仿真模型 |
5.2 节流阀仿真模型 |
5.3 引射器仿真模型 |
5.4 仿真模拟及结果分析 |
5.4.1 传统热泵系统 |
5.4.2 引射热泵系统 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间研究成果 |
(3)车用CO2喷射制冷系统性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 CO_2汽车空调系统及喷射器研究现状2 |
1.2.1 二氧化碳汽车空调研究现状 |
1.2.2 喷射器系统研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 喷射器单体数值仿真计算 |
2.1 喷射器工作原理 |
2.2 喷射器关键性能指标 |
2.3 喷射器计算流体力学模型 |
2.3.1 网格划分 |
2.3.2 流体力学模型建立 |
2.3.3 边界条件和初始化设置 |
2.3.4 仿真结果验证 |
2.4 喷射器关键结构尺寸优化仿真分析 |
2.4.1 喷嘴渐扩段长度对喷射器性能的影响 |
2.4.2 喷嘴渐缩段长度对喷射器性能的影响 |
2.4.3 混合段直径对喷射器性能的影响 |
2.5 喷射器相变及激波现象分析 |
2.5.1 压力和Mach数沿轴向变化 |
2.5.2 空化和蒸发相变的质量传递 |
2.5.3 主喷嘴出口的激波现象分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 喷射器单体性能分析 |
3.1 喷射器入口状态对喷射器引射比及效率的影响 |
3.1.1 主流入口压力对喷射器引射比和单体效率的影响 |
3.1.2 主流入口温度对喷射器引射比和单体效率的影响 |
3.1.3 引射流入口压力对喷射器引射比和单体效率的影响 |
3.1.4 引射流入口温度对喷射器引射比和单体效率的影响 |
3.2 喷射器单体效率模型及入口状态分析 |
3.2.1 Nakagawa、Elbel和 Butrymowicz模型及入口状态分析 |
3.3 基于Bukingham的 π理论的喷射器引射比模型建立 |
3.4 本章小结 |
第四章 CO_2车用喷射制冷系统和常规系统性能研究 |
4.1 常规车用CO_2 系统及带喷射器的CO_2 车用制冷系统介绍 |
4.1.1 喷射器结构参数设计及样件加工 |
4.1.2 车用喷射系统以及常规系统介绍 |
4.2 充注量对系统性能的影响 |
4.3 电子膨胀阀开度对系统性能影响 |
4.4 室外环境温度对系统性能影响 |
4.5 室内侧风量对系统性能影响 |
4.6 压缩机对系统性能影响 |
4.7 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 本文的主要工作与创新点 |
5.2 后续研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间已发表或录用的论文 |
(4)多联引射器双温CO2制冷系统数值模拟及实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外制冷剂CO_2 的应用 |
1.3 超市跨临界CO_2 制冷系统的国内外研究现状 |
1.3.1 增压系统 |
1.3.2 并行压缩系统 |
1.3.3 单引射器系统 |
1.3.4 多联引射器系统 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第二章 多联引射制冷系统模型建立 |
2.1 多联引射器CO_2 制冷系统简介 |
2.2 系统数学模型的建立 |
2.2.1 高压级压缩机 |
2.2.2 低压级压缩机 |
2.2.3 气体冷却器 |
2.2.4 蒸发器 |
2.2.5 中间换热器 |
2.2.6 汽液分离器模型 |
2.2.7 膨胀阀数学模型 |
2.2.8 多联引射器数学模型 |
2.3 系统性能稳态数值模拟计算 |
第三章 模拟结果及分析 |
3.1 气冷器出口温度对系统的影响 |
3.1.1 传统膨胀系统 |
3.1.2 多联引射系统 |
3.2 气冷器出口压力对系统的影响 |
3.2.1 传统膨胀系统 |
3.2.2 多联引射系统 |
3.3 并行高压机对多联引射系统的影响 |
3.3.1 系统参数随气冷器出口温度的变化 |
3.3.2 系统参数随气冷器出口压力的变化 |
3.4 中间压力对系统的影响 |
3.5 蒸发温度对系统的影响 |
3.5.1 中温蒸发温度的影响 |
3.5.2 低温蒸发温度的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 多联引射器双温制冷实验系统简介 |
4.1 实验装置 |
4.1.1 CO_2 制冷循环系统 |
4.1.2 水循环系统 |
4.1.3 多联引射器 |
4.1.4 数据控制采集系统 |
4.2 实验操作步骤 |
4.2.1 实验前准备工作 |
4.2.2 实验中操作步骤 |
4.2.3 实验结束停止顺序 |
4.3 实验数据处理 |
4.4 本章小结 |
第五章 实验结果与分析讨论 |
5.1 系统中间压力的影响 |
5.2 中温蒸发温度的影响 |
5.3 低温蒸发温度的影响 |
5.4 实验结果与模拟结果对比 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
发表论文及参加科研情况 |
附录一 主要符号表 |
附录二 换热器相关参数 |
附录三 相关技术参数 |
致谢 |
(5)跨临界二氧化碳热泵热水机组的性能模拟与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 CO_2的综合评价 |
1.2.1 CO_2的性质 |
1.2.2 CO_2作制冷剂的历史 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 二氧化碳热泵热水系统的实验研究现状 |
1.3.2 二氧化碳热泵热水系统仿真的研究现状 |
1.4 本文研究内容 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
第二章 CO_2热泵热水系统的实验研究 |
2.1 跨临界二氧化碳热泵系统 |
2.1.1 系统原理 |
2.1.2 CO_2流动与换热特性 |
2.2 实验设备与步骤 |
2.2.1 实验装置及部件 |
2.2.1.1 压缩机 |
2.2.1.2 蒸发器 |
2.2.1.3 气冷器 |
2.2.1.4 电子膨胀阀 |
2.2.2 测量装置及方法 |
2.2.2.1 测量装置 |
2.2.2.2 试验方案 |
2.2.2.3 数据处理 |
2.3 实验结果与分析 |
2.3.1 环境温度对系统性能的影响 |
2.3.1.1 夏季工况 |
2.3.1.2 冬季工况 |
2.3.1.3 过渡季工况 |
2.3.2 出水温度对系统性能的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 CO_2热泵热水系统部件仿真模型 |
3.1 气冷器动态模型 |
3.1.1 数学模型 |
3.1.2 换热系数与压降关联式 |
3.1.3 程序编制 |
3.2 蒸发器动态模型 |
3.2.1 数学模型 |
3.2.2 换热系数与压降关联式 |
3.2.3 除霜模型 |
3.2.4 程序编制 |
3.3 压缩机准稳态模型 |
3.3.1 数学模型 |
3.3.2 程序编制 |
3.4 膨胀阀准稳态模型 |
3.5 本章小结 |
第四章 CO_2热泵热水系统动态特性分析 |
4.1 系统动态仿真 |
4.2 模型验证 |
4.3 变工况动态特性 |
4.3.1 变转速动态响应 |
4.3.2 变进水流量动态响应 |
4.4 本章小结 |
第五章 CO_2热泵热水系统性能优化 |
5.1 CO_2热泵热水系统全年运行性能 |
5.1.1 系统概况及气象参数 |
5.1.2 全年运行结果 |
5.2 优化运行方案 |
5.2.1 变频参数调节 |
5.2.1.1 压缩机频率对系统的影响 |
5.2.1.2 循环加热变频策略 |
5.2.2 峰谷定时控制 |
5.3 优化方案与经济性分析 |
5.3.1 优化运行方案 |
5.3.2 经济性分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 本文研究内容总结 |
6.2 论文主要创新点 |
6.3 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(6)跨临界二氧化碳水-水热泵系统仿真及实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 跨临界二氧化碳热泵系统研究现状 |
1.2.2 国内外仿真与优化研究 |
1.3 研究的主要内容 |
第2章 二氧化碳流体传热特性 |
2.1 超临界二氧化碳流体性质 |
2.1.1 超临界二氧化碳传热特性 |
2.2 超临界二氧化碳流体传热研究 |
2.3 超临界二氧化碳流体流动特性 |
2.4 本章小结 |
第3章 跨临界二氧化碳热泵系统模型 |
3.1 气冷器仿真模型 |
3.2 蒸发器仿真模型 |
3.3 压缩机仿真模型 |
3.4 电子膨胀阀仿真模型 |
3.5 跨临界二氧化碳热泵系统模型 |
3.6 本章小结 |
第4章 跨临界二氧化碳热泵系统设计优化 |
4.1 跨临界二氧化碳热泵系统设计 |
4.2 换热器设计 |
4.2.1 气冷器设计 |
4.2.2 蒸发器设计 |
4.3 夹点分析在换热器的选型计算中的应用 |
4.4 压缩机设计 |
4.5 电子膨胀阀设计 |
4.6 其他部件选型 |
4.7 本章小结 |
第5章 跨临界二氧化碳热泵系统仿真结果及分析 |
5.1 排气压力对系统影响 |
5.2 蒸发温度对系统影响 |
5.3 冷却水进口温度对系统影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(7)用于驱动恒温恒湿空气处理机组的二氧化碳地源热泵性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外恒温恒湿空气处理机研究现状 |
1.3 国内外二氧化碳制冷系统性能研究现状 |
1.4 本文研究的主要内容和创新点 |
2 系统工作原理及理论计算模型 |
2.1 系统工作原理介绍 |
2.1.1 单级系统工作原理 |
2.1.2 双级系统工作原理 |
2.1.3 恒温恒湿空气处理机组内的空气处理过程 |
2.2 系统中主要设备的理论计算模型 |
2.3 本章小结 |
3 系统性能的计算过程 |
3.1 软件介绍 |
3.2 工作参数的确定 |
3.3 单级系统的热力计算过程 |
3.4 双级系统的热力计算过程 |
3.5 系统算法流程图 |
3.6 本章小结 |
4 用于驱动恒温恒湿空气处理机组的二氧化碳跨临界地源热泵系统性能分析 |
4.1 单级系统性能分析 |
4.1.1 室外新风温度对单级系统性能的影响 |
4.1.2 新风比对单级系统性能的影响 |
4.1.3 地埋管进口水温对单级系统性能的影响 |
4.1.4 压缩机排气压力对单级系统性能的影响 |
4.2 双级系统性能分析 |
4.2.1 室外新风温度对双级系统性能的影响 |
4.2.2 流量系数对双级系统性能的影响 |
4.2.3 地埋管进口水温对双级系统性能的影响 |
4.2.4 新风比对双级系统性能的影响 |
4.2.5 中间压力对双级系统性能的影响 |
4.2.6 压缩机排气压力对双级系统性能的影响 |
4.3 单/双级系统性能比较 |
4.3.1 在室外新风温度方面的比较 |
4.3.2 在新风比方面的比较 |
4.3.3 在地埋管进口水温方面的比较 |
4.3.4 在压缩机排气压力方面的比较 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 研究生学习阶段发表论文 |
(8)基于MATLAB的二氧化碳热泵热水器系统仿真与实验研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 制冷剂替代与CO |
1.3 CO_2 热泵技术研究现状 |
1.3.1 CO_2 跨临界系统的研究现状 |
1.3.2 CO_2 系统部件的研究现状 |
1.3.3 最优排气压力与系统控制的研究现状 |
1.4 本文的研究内容和研究方法 |
第二章 空气源CO_2热泵热水机部件及其系统建模 |
2.1 CO_2 跨临界热泵介绍 |
2.1.1 CO_2 跨临界热泵的系统设计 |
2.1.2 CO_2 跨临界热泵性能的评价方法 |
2.1.3 CO_2 跨临界热泵的最优排气压力 |
2.2 CO_2 活塞式压缩机 |
2.2.1 CO_2 压缩机的数学模型 |
2.2.2 CO_2 压缩机的仿真计算结果 |
2.3 套管式气体冷却器 |
2.3.1 套管式气体冷却器的数学模型 |
2.3.2 套管式气体冷却器的编程计算 |
2.4 翅片管式蒸发器 |
2.4.1 翅片管式蒸发器的数学模型 |
2.4.2 翅片管式蒸发器的编程计算 |
2.5 套管式回热器、膨胀阀和气液分离器 |
2.5.1 套管式回热器 |
2.5.2 膨胀阀 |
2.5.3 气液分离器 |
2.6 空气源CO_2热泵热水机组的系统仿真 |
2.6.1 CO_2 热泵热水机组系统的数学模型 |
2.6.2 系统仿真模型的编程计算 |
2.6.3 系统模型在SIMULINK中的封装 |
2.7 本章小结 |
第三章 空气源CO_2热泵热水机实验 |
3.1 实验方案及测试仪器说明 |
3.2 测试不确定度分析 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 测试工况说明 |
3.3.2 实验结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 空气源CO_2热泵热水机仿真分析 |
4.1 压缩机的模型验证与分析 |
4.1.1 压缩机的漏热系数 |
4.1.2 压缩机的输入功率和CO_2的质量流量 |
4.2 气体冷却器的模型验证与分析 |
4.2.1 气体冷却器的温度分布与压力损失 |
4.2.2 气体冷却器高温出水时的特性分析 |
4.3 蒸发器和回热器的模型验证和分析 |
4.3.1 蒸发器的模型验证 |
4.3.2 回热器的模型验证 |
4.3.3 回热器的优化分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(9)采用CO2跨临界循环的小型系统运行特性和性能优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章:绪论 |
§1.1 课题研究背景 |
§1.1.1 传统制冷剂的缺点 |
§1.1.2 环保制冷剂的替代方向 |
§1.2 CO_2制冷剂的发展过程 |
§1.3 CO_2制冷循环的分类及应用领域 |
§1.4 CO_2制冷及热泵技术的研究现状 |
§1.5 CO_2制冷循环性能优化的思路 |
§1.6 本文的研究内容及意义 |
§1.6.1 主要研究内容 |
§1.6.2 研究目的和意义 |
第二章:毛细管几何结构及制冷剂充注量最优组合的设计计算模型 |
§2.1 模型的构建及模拟研究的步骤 |
§2.1.1 系统简介 |
§2.1.2 模型构建的假设条件 |
§2.1.3 热力学模型构建 |
§2.1.4 模拟研究步骤 |
§2.2 模拟研究的结果与讨论 |
§2.3 本章结论 |
第三章:小型CO_2热泵热水器的设计及实验研究 |
§3.1 部件主要部件的选型或设计计算 |
§3.1.1 气冷器的设计计算 |
§3.1.2 蒸发器及回热器的设计计算 |
§3.1.3 压缩机及毛细管的选型 |
§3.1.4 辅助设备的选型 |
§3.2 热泵热水器系统的搭建 |
§3.3 热泵热水器系统最佳充注量的理论计算及实验研究 |
§3.3.1 经验公式法 |
§3.3.2 额定工况法 |
§3.3.3 实验数据采集系统设计 |
§3.3.4 最佳充注量的实验研究及分析 |
§3.3.5 实验结果的误差分析 |
§3.3.6 模拟结果与实验结果的比较分析 |
§3.4 本章结论 |
第四章:应用于小型冷柜或热泵系统的CO_2/R41共沸混合制冷剂的热力学分析 |
§4.1 系统介绍 |
§4.2 模型假设条件 |
§4.3 热力学模型构建 |
§4.4 研究步骤 |
§4.5 结果与讨论 |
§4.5.1 热力学模型准确度的验证 |
§4.5.2 系统性能分析 |
§4.5.3 部件不可逆损失及系统?效率分析 |
§4.5.4 CO_2/R41混合制冷剂的GWP值计算 |
§4.6 系统测试环境室融霜节能装置的效果研究 |
§4.6.1 恒温室及新型融霜装置的工作原理简介 |
§4.6.2 新型融霜装置的性能测试结果 |
§4.7 本章结论 |
第五章:CO2_双温双控电冰箱的理论设计 |
§5.1 冰箱制冷系统的确定 |
§5.2 冰箱的热负荷计算 |
§5.2.1 冷藏室的热负荷 |
§5.2.2 冷冻室的热负荷 |
§5.3 冰箱制冷系统热力参数的确定 |
§5.4 毛细管的设计计算 |
§5.5 冰箱系统制冷剂最佳充注量的确定 |
§5.6 本章小结 |
第六章:结论、创新点及今后研究方向 |
§6.1 本文主要结论 |
§6.2 本文的创新点 |
§6.3 今后研究方向 |
符号表 |
参考文献 |
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 |
致谢 |
(10)跨临界CO2循环的研究进展及应用(论文提纲范文)
1 跨临界CO2循环研究现状 |
1.1 跨临界CO2循环系统运行性能研究 |
1.2 运行工况对跨临界CO2循环系统性能影响的研究 |
1.3充注量对小型跨临界CO2循环系统性能影响的研究 |
1.4 跨临界CO2循环毛细管节流过程研究 |
2 跨临界CO2循环的应用和发展前景 |
2.1 应用于汽车空调方面 |
2.2 应用于热泵热水器方面 |
2.3 应用于超市冷冻冷藏方面 |
3 结论 |
四、船用跨临界循环二氧化碳制冷系统性能仿真(论文参考文献)
- [1]透平式二氧化碳膨胀机开发及相变特性研究[D]. 魏丽红. 西安科技大学, 2021(02)
- [2]压缩引射CO2水源热泵系统仿真及性能优化研究[D]. 刘垌. 华北理工大学, 2021
- [3]车用CO2喷射制冷系统性能研究[D]. 张振宇. 上海交通大学, 2020(01)
- [4]多联引射器双温CO2制冷系统数值模拟及实验研究[D]. 陈斌. 天津商业大学, 2020(11)
- [5]跨临界二氧化碳热泵热水机组的性能模拟与实验研究[D]. 张永明. 东南大学, 2020(01)
- [6]跨临界二氧化碳水-水热泵系统仿真及实验研究[D]. 张晓乐. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [7]用于驱动恒温恒湿空气处理机组的二氧化碳地源热泵性能研究[D]. 王彦杰. 西安建筑科技大学, 2019(06)
- [8]基于MATLAB的二氧化碳热泵热水器系统仿真与实验研究[D]. 潘浩. 合肥工业大学, 2019(01)
- [9]采用CO2跨临界循环的小型系统运行特性和性能优化[D]. 王栋. 上海理工大学, 2019(04)
- [10]跨临界CO2循环的研究进展及应用[J]. 杜诗民,刘业凤,朱洪亮,卓之阳,张华. 能源研究与信息, 2016(04)
标签:空调制冷剂论文; 系统仿真论文; 热泵原理论文; 空气源热泵热水机组论文; 空调蒸发器论文;