具有精馏装置的自动复叠制冷循环试验研究

摘要

自动复叠制冷系统是一种采用多元混合工质的制冷系统,采用简单的单级压缩的方法,在高低沸点组分间实现自动复叠,用富含低沸点的制冷工质蒸发来制取低温.由于自动复叠制冷循环具有比较大的工作温区,无论是在普冷领域还是在低温电子、低温医学中的血液、器官保存、食品的冷冻干燥、气体液化等低温领域,都具有较大的实用价值.本文的主要工作如下:1、本文综述了自动复叠式制冷技术研究发展史,在自动复叠制冷循环的基础上,研究了具有精馏装置的自动复叠制冷循环.2、设计了自动复叠制冷循环实验台,采用环保型非共沸混合工质作制冷剂,利用精馏装置分离具有不同沸点的混合工质的同时,也实现了系统除油效果.分析了循环中变组元和变组分混合工质,主节流阀的开度及精馏柱回流管道上节流阀的开度对循环系统性能的影响.本文从实验的角度出发,对具有精馏装置的自动复叠制冷循环进行了深入研究,分析了影响COP的因素,成功地保证系统在-80℃温区稳定运行.为今后的这方面的研究工作打下了基础.

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第一章绪论

1.1研究背景及发展现状

1.2研究意义

1.3复叠循环简介

1.3.1经典复叠式制冷循环

1.3.2自动复叠制冷循环(Auto-Cascade Refrigeration即ACR)

1.3.3具有精馏装置的自动复叠循环

1.4本文的研究工作

第二章文献综述

2.1制冷技术的发展

2.1.1 Joule-Thomson制冷机

2.1.2混合工质制冷循环

2.2-40℃以下温区压缩式混合工质J-T制冷机的发展状况

2.2.1单成分回热型单级压缩混合工质J-T制冷机的发展状况

2.2.2自复叠型单级压缩混合工质J-T制冷机的发展状况

2.2.3总结

第三章理论基础

3.1非共沸混合制冷剂的特性

3.2非共沸混合物的汽液平衡

3.2.1汽液相平衡基本原理

3.2.2计算汽液相平衡的的方法

3.2.3改进PT方程及有关参数的优化计算

3.3非共沸混合制冷剂的分离

第四章试验研究

4.1试验台结构介绍

4.2试验台测试系统

4.3气相色谱分析仪

4.4系统部件

4.5试验准备

4.6实验结果及其分析

4.6.1主节流阀的开度试验

4.6.2混合工质质量配比试验

4.6.3精馏柱底部节流阀的开度试验

4.6.4变组元环保型混合工质的试验研究

4.6.5结论

第五章结论及展望

5.1主要结论

5.2前景展望

参考文献

致谢