CO2跨临界循环新型滚动活塞膨胀机的研究与比较

作为最有发展潜力的工质替代技术之一, CO2跨临界循环受到越来越多的关注,但CO2跨临界循环研究面临的最大问题是提高整个系统效率,使之能与普通工质循环竞争。为降低CO2跨临界循环的节流损失,开发膨胀机代替节流阀是研究的重要方向。本文对原开发的CO2滚动活塞膨胀机进行了改进,并对两种膨胀机进行了实验验证。研究表明改进后的新型膨胀机效率有了提高,在测试条件下,最大测试效率能达到47%。说明采用的改进措施是有效的。     

CO2双级滚动转子压缩机泄漏分析

随着全球环境问题的不断加剧,制冷剂的替代成为世界性的课题,CO2作为传统的制冷剂因其纯自然的特性得到广泛的关注.面对CO2制冷系统效率低较低的难题,开发CO2双级滚动转子压缩机以实现双级压缩成为解放CO2的重要途径之一,本文正是基于这一背景开展了CO2双级滚动转子压缩机的开发.由于压力高,CO2压缩机泄漏非常严重,文章对含润滑油CO2超临界流体平板泄漏进行实验研究,进而详细分析了CO2双级滚动转子压缩机的泄漏情况,真实地建立了数学模型,并模拟了各部分的泄漏量以及泄漏系数,为进一步的优化设计奠定基础.     

CO_2滚动活塞膨胀机的模拟与分析

臭氧层破坏与温室效应的不断加剧,使得应用自然工质CO_2的应用研究成为世界的研究热点.针对CO_2滚动活塞式膨胀机,本文运用FLUENT和EES两种模拟方法,分别对膨胀机内部流动过程、降压过程、泄漏过程、摩擦过程进行模拟分析,可以看出,两种方法压力分析结果一致,因此,每个方法所分析的其它过程均可作为彼此的补充,从而指导今后膨胀机的设计与研究。     

R22转子式膨胀机的多工况仿真计算与运转试验

节能是解决我国能源问题的关键,针对制冷行业,提高制冷循环的效率便是关键.采用膨胀机代替节流阀是其中一种有效方式。本文针对大中型制冷与热泵系统,设计了R22双转子单级膨胀机;对膨胀机进行了多工况仿真计算;最后介绍了膨胀机的相关试验.对于大中型制冷与热泵系统而言,采用膨胀机代替节流阀可逐步走向实用,在膨胀机得到广泛应用的情况下回收的膨胀功可以作为分布式能源系统下的分散能源来使用.     

CO2双级滚动转子压缩机不可逆损失分析

开发CO2双级压缩机以实现双级压缩是提高CO2跨临界循环系统效率的重要途径之一。由于压力高、运转速度快,CO2双级滚动转子压缩机机械摩擦是影响压缩机性能的关键性不可逆损失。本文详细分析了压缩机的机械摩擦情况,建立了数学模型,并模拟了各部分的机械摩擦不可逆损失,并用此模型对本单位开发的压缩机进行模拟,结果表明机械效率可达...     

CO2双缸滚动活塞膨胀机模拟及实验研究

本文对CO₂双缸滚动活塞式膨胀机的膨胀过程进行了模拟,分析了不同长度直径的中间通道对膨胀机膨胀过程的影响,综合考虑各种因素,得出了中间通道取长度为20 mm直径为4 mm时为最佳,依据模拟结果对CO₂双缸滚动活塞式膨胀机进行了改造,并利用CO₂跨临界循环水-水热泵系统进行了性能测试,并得出了初步的测试结果,测试结果表明,改造后的带膨胀机热泵系统运行状况已经由原来的偏离正常状态进入了比较正常的运行状态,膨胀机的膨胀比较之改造前也有所提高。测试结果显示膨胀机的等熵效率最高达到了42.3%。     

CO_2跨临界动力循环性能理论及实验研究

非常规工质动力循环具有高效回收低品位热能的显著优势,CO_2环境友好,是较为理想的利用低品位热能的动力循环工质。采用理论和实验方法研究了CO_2跨临界动力循环的理论循环性能和膨胀机性能。研究结果表明,无回热时导热油出口温度随加热压力的升高而升高,并且不随膨胀机进口温度的变化而变化;有回热时导热油出口温度受回热器换热的影响存在极大值。随着超临界加热压力的升高,循环热效率和净输出功率存在极大值;回热能够显著提高循环热效率和净输出功率。初步实验结果表明内部泄露对CO_2滚动转子膨胀机性能具有重要影响,为提升膨胀机性能需尽量降低膨胀机内部泄露。     

CO2膨胀机内部快速降压相变膨胀过程的可视化试验研究

随着对于CO2膨胀机研究问题的不断深入,相关的一些影响膨胀机效率和稳定性的关键性问题随即被提出,其中膨胀机内部流体的膨胀相变过程是重要的影响因素之一,本文通过对膨胀机的内部改造,添加LED内部光源,嵌入承受高压的石英玻璃视窗,并结合CO2热泵系统以及高速摄影仪图像采集系统,建立了膨胀机内部流动可视化观测试验台,进行了一系列探索试验,捕捉了不同转速下、不同质量流量的多组连续数据图像,基于图像处理技术,获得了一些膨胀相变过程中的相关信息,并结合膨胀机性能曲线研究了相变过程与膨胀角度的变化关系,希望能为以后高效膨胀机开发提供参考依据.     

制冷系统中双转子压缩机建模与性能分析

双转子压缩机主要用于热泵制冷系统中,该系统以CO2作为制冷剂,具有无毒、不易燃等特点,但是CO2体系制冷效能较低.为了提高制冷效能,有必要对双转子压缩机进行建模和分析.主要对CO2压缩机的工作过程进行了建模和分析,并编制仿真分析程序,对双转子压缩机模型第一、二级内部压力进行了连续测量,给出了详细的性能分析结果,给出了双...     

活塞压缩机内制冷剂R1234yf泄漏模拟研究

基于活塞压缩机R1234yf制冷剂泄漏问题,运用Fluent模拟软件对活塞压缩机一个运动周期内制冷剂R1234yf的内部流场和泄漏趋势进行模拟,通过对不同吸气温度和吸气压力下制冷剂R1234yf的泄漏速度以及泄漏质量流量的对比分析,确定了制冷剂R1234yf在活塞压缩机内的泄漏规律,为制冷剂R1234yf的推广提供依据。     

带膨胀机的CO_2跨(超)临界逆循环的热力学分析

ＣＯ２是一种安全可靠的自然工质,可望在空调和热泵系统中得到应用。根据热力学第二定律,本文提出比较各类循环的统一方法一当量温度法。本文对带膨胀机的ＣＯ２跨临界循环及其系统进行分析和研究。结果显示该循环具有较高的用能效率,在技术上是可行的．     

二氧化碳跨临界循环带膨胀机热泵系统的实验研究

虽然二氧化碳跨临界循环成为最具潜力的工质替代技术,但其循环节流损大,循环效率还是比常规工质循环低,因此研制高效率的二氧化碳跨临界循环系统是推动实际应用的关键问题。在文中给出了二氧化碳膨胀机的设计思路,同时对提高效率的两个措施、采用回热器和膨胀机进行实验的对比。通过实验表明,膨胀机的运行效率与膨胀机的转速有关,而且系统的运行也受到其影响。系统采用膨胀机的运行效率高于带回热器的系统效率,说明膨胀机起到节能的作用。     

中间补气的双级压缩热泵系统性能的实验研究

以滚动活塞压缩机为例,搭建了带中间补气的单机双级压缩热泵系统,对中间补气参数对系统制热性能的影响进行实验研究。实验结果表明:中间补气与不补气相比,制热量增加5～8%,制热COP提高3～7%。能降低排气温度8～14℃,压缩机效率提高5～12%,高压级容积效率提高4～9%。为今后压缩机设计和热泵系统运行提供了实验数据和经验参考。     

向心透平级内流动的数值研究

本文基于三维N-S方程组,采用结构化网格,用数值方法模拟了一台75 kW微型燃气轮机中涡轮级内的流动。湍流模型采用Baldwin-Lomax模型,计算方法基于Jameson格式。结果表明:静叶流道在吸力面一侧,沿子午流线的前25％区域气流快速膨胀,而压力面在60％以后逐渐膨胀。一定的气流入口角能有效控制导叶内横向二次流动,并使得气流出口角更加均匀,其出口气流的落后角也有明显的减小。在叶轮流道内部的损失区主要集中在吸力面一侧,叶顶间隙的泄漏流动使得吸力面与叶顶间的角隅区的损失有明显加大,控制叶轮的径向间隙对控制流动损失有明显作用。     

An experimental study on the phase shift between piston and displacer in the Stirling cryocooler

In the design of the split-type free displacer Stirling cryocooler, the motion of the displacer is very important to the cooling capacity, which depends on the working gas pressure, the swept volume in the compression space and the expansion space, the operating frequency, the phase shift between the piston and the displacer, and other factors. This study describes design and manufacture of the Stirling cryocooler actuated by the electric force of the dual linear motor. The cool-down characteristics of the cold end with laser displacement sensor in the expander of the Stirling cryocooler were evaluated. The charging pressure was 15 kg_f/cm² and the operating frequency was 50 Hz. The input power and the lowest temperature were about 32 W and 67 K, respectively. The displacement of the piston was measured by LVDTs (linear variable differential transformers), the displacement of the displacer was measured by the laser optic method, and the phase shift between piston and displacer was investigated. As the peak-to-peak pressure of the compressor increased, the peak-to-peak displacement of the displacer increased. The peak-to-peak displacement of the displacer increased in the range of 0–64.5 Hz (the resonant frequency of the displacer), but decreased steeply when the operating frequency was higher than the resonant frequency. Finally, when the phase shift between the displacements of the piston and the displacer was 45°, the operating frequency was optimum and was decided by the resonant frequency of the expander, the mass and cross-sectional area of the displacer and the constants of friction and flow resistance.     

跨临界制冷循环中应用两相螺杆膨胀机的理论分析

本文在介绍利用环保、安全的CO2作为制冷剂的跨临界循环的基础上,分析了系统各部件的损失情况,并通过与常规工质对比,提出了采用汽液两相螺杆膨胀机取代系统中节流阀的方法。该方法可明显提高系统的COP,具有广阔的实际应用前景。文章结合CO2超临界流体的实际特点,对研制、开发CO2两相螺杆膨胀机提出了设计思想和建议。     

CO_2跨临界制冷循环中应用两相螺杆膨胀机的理论分析

本文在介绍利用环保、安全的ＣＯ２作为制冷剂的跨临界循环的基础上,分析了系统各部件的■损失情况,并通过与常规工质对比,提出了采用汽液两相螺杆膨胀机取代系统中节流阀的方法。该方法可明显提高系统的ＣＯＰ,具有广阔的实际应用前景。文章结合ＣＯ２超临界流体的实际特点,对研制、开发ＣＯ２两相螺杆膨胀机提出了设计思想和建议。     

CO_2跨临界(逆)循环的热力学分析

1前言世界各国开展了寻求CFC和HCFC替代物的广泛研究。到目前这项研究已有了实质性的进展。主要提出了包括R134a在内的若干HFC及其混合物来替代R12，R502和R22等，并且已开始商业化生产。但人们已发现这些新工质并没有达到‘长期”替代物的要求，大部分HFC都有较高的温室效应和某些缺陷。随着世界范围制冷空调技术的应用和发展；对各种制冷工质的需求量逐年上升，每年达到数十万吨的消耗量，其中绝大部分将扩散到大气中去。这些物质的寿命或长或短，都会增加温室效应，或分解产生其它的副作用。人类大规模生产地球上本来不存在的气态…