高效喷射器设计及空调用风冷太阳能喷射制冷系统研究

摘要

本文对当前国内外公开发表的喷射器设计理论进行了概述及简要分析，从本质区别上指出气体喷射器理论应分为等压混合和等面积混合两种，分别对应圆锥形混合室和圆柱形混合室两种结构。分别以水、氨、R290、R22、R134a为工质，计算分析了在不同膨胀比压缩比条件下圆柱形及圆锥形混合室两种结构喷射器的喷射系数，并定义了等喷射系数压缩比、等喷射系数参数线和参数区。膨胀比恒定，压缩比小于等喷射系数压缩比时，圆柱形混合室的喷射系数较圆锥形的大;压缩比大于等喷射系数压缩比时，圆锥形混合室喷射系数较圆柱形的大。由等喷射系数参数线知，随膨胀比增大，等喷射系数压缩比减小。在等喷射系数参数区内，两种结构喷射器效率相当;在等喷射系数参数区左边，宜使用圆柱形混合室;等喷射系数参数区右边，宜使用圆锥形混合室。绝热指数对等喷射系数参数区的分布具有决定作用。为解决制冷用喷射器工质过热度不大不能当成理想气体的问题，在索科洛夫理论理论的基础上开发了适用于实际气体喷射器的等面积混合喷射器设计及分析理论，提出了适用实际气体喷射器的等压混合喷射器分析方法。在南宁气候条件下，分别以水、氨、R290和R600a为工质，设计了额定制冷量为10kW的风冷太阳能双级喷射制冷系统并对其进行变工况性能分析。为使得系统总性能最佳，水工质系统应采用两级等压混合喷射器，其余三系统均一级采用等压混合喷射器，二级采用等面积混合喷射器。4种工质系统均具较强的变工况能力，综合考虑环境温度和太阳辐照度的影响，各系统制冷能力相当。除环境温度较高(＞37.5℃)情况，水工质系统的COP较其他系统高，且在高室内温度及低太阳辐照度时更明显;其余三个系统COP从高到低依次为氨系统、R290系统、R600a系统。在太阳辐照度较弱地区，若不要求很低的室内温度，采用水为工质的风冷太阳能喷射制冷系统较为合理;若要求较低的室内温度，可选用氨工质系统。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 自然工质太阳能喷射制冷系统研究现状

1．3 喷射器研究进展

1．4 本文研究内容

第二章 喷射器主流理论的分析及对比

2．1 欧美常见设计理论

2．2 日本常见设计理论

2．3 国内常见设计理论

2．4 各设计理论的对比

2．5 两种混合室结构喷射器的适用性分析

2．6 本章小结

第三章 基于实际气体的喷射理论的建立

3．1 等面积混合喷射器的数学模型

3．1．1 等面积混合喷射器的热力学过程及基本方程

3．1．2 喷射系数的计算

3．2 等压混合喷射器的数学模型

3．3 喷射器的结构设计

3．3．1 喷射器主要截面积的计算

3．3．2 喷射器轴向尺寸的计算

3．4 喷射器的性能分析

3．4．1 等面积混合喷射器的性能分析

3．4．2 等压混合喷射器的性能分析

3．5 实际气体喷射器模型的验证

3．6 本章小结

第四章 空调用风冷太阳能喷射制冷系统建模

4．1 制冷剂的选用

4．2 空调用风冷太阳能喷射制冷系统的设计

4．3 本章小结

第五章 自然工质风冷太阳能喷射制冷系统的变工况性能分析

5．1 太阳能喷射制冷系统的性能计算

5．1．1 动力循环子系统

5．1．2 制冷循环子系统

5．1．3 整体性能

5．2 系统运行性能的分析

5．2．1 室内温度、环境温度及太阳辐照度对各系统制冷量的影响

5．2．2 室内温度、环境温度及太阳辐照度对各系统COP的影响

5．2．3 不同工质系统的性能特点

5．2．4 高效风冷太阳能喷射制冷系统与常规系统的性能对比

5．3 本章小结

第六章 结论

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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