涡流室半径对涡流管流场及性能影响的仿真研究

摘要

以理想R41气体为工质,采用Standard k-ε湍流模型,在入口压力为4.0 MPa、入口温度为323.15 K、冷流比为0.1~0.9、涡流室半径为2.5~4.5 mm时,研究涡流室半径和冷流率对涡流管性能的影响。模拟结果表明:当冷流率为0.4时,随着涡流管径向距离增大,切向速度呈先增后减趋势,当涡流室半径为3.5 mm时获得最大切向速度为159.5 m/s;随着涡流室半径增大,内外旋流轴向速度呈减小趋势,当涡流室半径为2.5 mm时获得最大外旋流轴向速度为47.6 m/s。当冷流率相同时,随着涡流室半径的增大,涡流管制冷效应、制热效应、制冷量及COP均呈先增后减的趋势,当冷流率为0.1,涡流室半径为3.5 mm时获得最大制冷效应为20.8 K;当冷流率为0.9,涡流室半径为3.0 mm时获得最大制热效应为36.3 K;当冷流率为0.6,涡流室半径为3.0 mm时获得最大制冷量为364.5 W,COP最大值为0.21。