喷射-吸收式制冷循环理论研究及R290-oil沸腾换热研究

摘要

当前，世界范围内的能源问题日益严峻，节能减排成为各行各业的主题。在制冷领域，由于吸收式制冷系统能够直接利用低品位能源驱动，近年来受到人们越来越多的关注。 本论文针对吸收式制冷系统的小型化、风冷化，提出了一种风冷喷射-吸收式制冷循环。论文建立了喷射-吸收式制冷循环的数学模型，在此基础上对循环进行了热力学分析。结果表明，风冷喷射-吸收式制冷循环相对于传统的吸收式制冷循环更为小型化、工况范围更广、性能系数更高，COP最高可达0.5297。 针对目前常用吸收式工质对不理想的问题，论文分析了R290-oil作为吸收式工质对的可行性。R290-oil作为吸收式工质对优点诸多，研究结果表明R290-oil吸收式制冷系统能够在常见工况下正常、高效工作，在蒸发温度小于0℃时仍能正常工作。因此，R290-oil是一种理想的吸收式工质对。此外，论文实验研究了R290-oil溶液在水平管内的沸腾换热和压降特性。实验中，R290-oil溶液的R290浓度为15%，质量流量范围为221-387kg/s-1m-2，热流密度范围为14-27W/m-2，沸腾温度范围为59-71℃。实验结果表明，在实验工况下，R290-oil溶液在水平管内的流动沸腾换热系数的范围是1100-2100W/m-2/K-1，流动压降的范围是4-9kPa。沸腾换热系数随管径的减小而增大，随热流密度的增大波动变化，质量流率、出口干度的变化对沸腾换热系数影响不大。文中选取了5种用于计算工质在水平管内沸腾换热系数的关联式，对实验工况下的沸腾换热系数进行预测。结果表明，Gungor和Winterton关联式的预测精度最高，平均相对误差为±15.75%。 本论文的研究成果对于风冷吸收式制冷系统的设计、应用和推广具有十分重要的意义。

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