低品位能源制冷中喷射器-压缩机混合建模研究

摘要

低品位能源制冷技术是制冷系统节能的研究热点之一，其中废热喷射式制冷系统是非常有前途的一种有效利用低品位能源的技术，本文针对喷射式制冷系统缺乏有效控制模型的问题展开研究，主要工作如下:
　　首先，提出了一种机理与经验混合建模方法。1）通过分析建模对象，利用质量守恒定律、能量守恒定律等物理学定律建立理论模型;2）确定建模对象的输入输出参数;3）对模型中不可测、不可控参数进行集总;4）通过实验数据对集总参数进行辨识，完成建模。
　　其次，利用提出的混合建模方法，建立了喷射式制冷系统中喷射器—压缩机的控制模型。对系统进行分析，根据系统运行机理建立喷射器—压缩机理论模型;选择喷射器工作流压力、引射流压力、压缩机入口压力及转速作为输入输出参数，并根据热力学准则，利用参数集总方法将一些不可测、不可控的变量及参数集总成可测、可控变量和待定参数;最后将理论模型简化为四个变量和三个（或四个）待定集总参数的控制模型。
　　再次，通过搭建的实验平台，进行了参数辨识，并验证了模型的准确性。获取足量、大范围的实验数据;利用实验数据，用参数辨识方法对待定参数进行辨识，并验证了所建模型的准确性。结果表明，所建立的喷射器—压缩机模型简单、准确，并能够适用在多种工况下。
　　最后，根据所建立的喷射器—压缩机的混合模型对系统进行分析，得到了喷射器工作流入口、引射流入口和压缩机入口处压力的变化，基于此可望用于对系统进行预测、优化和控制。

目录

声明

主要符号表

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．11 低品位热能概述

1．12 汽车废热概述

1．2 课题研究现状

1．21 喷射式制冷系统的发展

1．2．2 喷射式制冷中的建模研究

1．3 本文主要研究内容

1．4 本章小结

第2章 喷射式制冷系统的工作原理及特性

2．1 喷射器工作原理

2．2 传统喷射式制冷系统组成

2．3 混合喷射式制冷系统的工作原理与特性

2．4 喷射式制冷系统优势

2．5 本章小结

第3章 面向制冷系统的机理—经验混合建模方法

3．1 机理建模

3．2 经验建模

3．3 混合建模

3．4 机理—经验混合建模

3．41 机理—经验混合建模步骤及技术路线

3．42 参数辨识

3．5 本章小结

第4章 混合喷射式制冷系统建模分析

4．1 混合喷射式制冷系统热力循环过程

4．2 混合喷射式制冷系统中部件数学模型

4．21 发生器

4．22 压缩机

4．23 蒸发器

4．24 冷凝器

4．25 喷射器

4．3 喷射器—压缩机混合建模

4．4 本章小结

第5章 模型参数辨识及分析

5．1 实验装置介绍

5．2 传感器与数据采集系统

5．3 参数辨识

5．31 三参数模型辨识结果

5．32 四参数模型辨识结果

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及参与的项目