直接蒸发式太阳能喷射制冷研究

【摘要】：随着节能技术飞速发展,利用太阳能作为低位热源进行喷射式制冷的系统越来越受到人们关注。当前,太阳能喷射制冷系统中,太阳能集热系统主要通过水作为介质,在集热器中吸收太阳能作为喷射系统的热源,导致系统需设置水箱、循环泵等部件,导系统体积庞大,经济性差,整个喷射系统的制冷循环性能系数低。针对这一问题,本文提出了一种新型的太阳能喷射式制冷系统方式,省却传统喷射制冷系统的发生器,采用太阳能集热器发生器一体化技术,制冷工质在其中进行吸热直接蒸发相变换热,减少了中间换热环节,提高系统循环性能及节能效果。本文主要从以下三个方面进行研究： (1)以索科洛夫喷射器设计理论为基础,结合定压混合和定常面积混合理论,根据流体动力学原理、热力学的基本定律及经验公式,建立太阳能制冷用喷射器结构设计模型,并引入新型环保制冷工质R134a的热力学参数,利用Visual Basic6.0工具编制了喷射器结构设计程序,计算某模拟办公室房间条件下太阳能喷射系统中喷射器的几何模型；通过FLUENT软件,完成喷射器模型内部流场模拟及特性分析； (2)建立高效平板式太阳能集热发生器模型,对其传热过程及传热性能进行分析； (3)根据太阳能喷射制冷系统的设计理论,以模拟办公楼空调为例,筹建系统实验测试平台。为今后研究所设计的系统主要部件的性能系数及匹配情况提供支持。以期研究成为一种普遍适应的太阳能喷射制冷系统分析模型。 【关键词】：直接蒸发 太阳能喷射制冷 喷射器 太阳能集热器发生器 数值模拟
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-26
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外太阳能制冷系统研究现状11-21
• 1.2.1 太阳能制冷系统方式研究11-16
• 1.2.2 太阳能制冷用喷射器性能研究16-18
• 1.2.3 太阳能制冷用集热器性能研究18-20
• 1.2.4 太阳能喷射制冷循环工质性能研究20-21
• 1.3 直接蒸发式太阳能喷射制冷空调系统21-23
• 1.3.1 太阳能喷射制冷空调系统介绍21-22
• 1.3.2 太阳能喷射制冷空调系统应用现状22-23
• 1.3.3 直接蒸发式太阳能喷射制冷系统23
• 1.4 本文的主要工作和研究内容23-26
• 第2章 太阳能制冷用喷射器的设计理论及研究26-50
• 2.1 气体喷射器26-28
• 2.1.1 气体喷射器设计26-27
• 2.1.2 喷射器性能指标27-28
• 2.2 喷射器的设计方法简介28-29
• 2.2.1 经典热力学法28
• 2.2.2 气体动力学函数理论28-29
• 2.2.3 经验系数法29
• 2.3 喷射器的设计计算29-48
• 2.3.1 气体动力学函数法介绍29-32
• 2.3.2 喷射系数计算32-39
• 2.3.3 喷射结构尺寸设计计算39-42
• 2.3.4 制冷工质选择42-43
• 2.3.5 喷射器设计流程43-45
• 2.3.6 喷射器实例设计45-48
• 2.4 本章小结48-50
• 第3章 太阳能制冷用喷射器流场数值模拟原理50-62
• 3.1 流动控制方程50-52
• 3.1.1 质量守恒方程50-51
• 3.1.2 动量守恒方程51
• 3.1.3 能量守恒方程51
• 3.1.4 状态方程51-52
• 3.2 湍流模型选用52-57
• 3.2.1 湍流数值模型52-54
• 3.2.2 固体壁面湍流处理54-57
• 3.3 控制方程的离散57-59
• 3.3.1 数值计算方法57
• 3.3.2 离散格式57-59
• 3.4 控制方程的求解59-60
• 3.5 本章小结60-62
• 第4章 太阳能制冷用喷射器流场数值模拟62-70
• 4.1 喷射器模型62-63
• 4.1.1 建立模型62
• 4.1.2 网格划分及选择62-63
• 4.2 喷射器模型求解63-65
• 4.2.1 求解器的选择63
• 4.2.2 流体物性及边界条件设置63-64
• 4.2.3 流场的求解64-65
• 4.3 喷射流场计算结果65-69
• 4.3.1 喷射器内温度场分布65
• 4.3.2 喷射器内速度场分布65-66
• 4.3.3 喷射器内压力场分布66-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第5章 直接蒸发式太阳能喷射制冷用集热发生器热性能模型70-92
• 5.1 瞬时太阳辐照度70-71
• 5.2 夏季太阳能利用系数71-72
• 5.3 平板太阳能集热器传热过程分析72-85
• 5.3.1 平板太阳能集热器的能量守恒方程73-74
• 5.3.2 透明盖板-吸热板系统的有效透过吸收积74-76
• 5.3.3 平板集热器总热损计算76-77
• 5.3.4 平板集热器传模型的建立77-81
• 5.3.5 平板集热器传热计算81-85
• 5.4 平板集热器的热性能计算85-91
• 5.4.1 集热器效率方程86-87
• 5.4.2 集热器效率因子87-90
• 5.4.3 集热器迁移因子90
• 5.4.4 集热器有用能90-91
• 5.4.5 传热工质流体与吸热板温度的确定91
• 5.5 本章小结91-92
• 第6章 直接蒸发式太阳能喷射制冷性能试验92-98
• 6.1 直接蒸发式太阳能喷射制冷系统性能试验装置92-94
• 6.2 太阳能制冷用集热发生器性能试验94-96
• 6.2.1 太阳能制冷用集热器性能试验台94
• 6.2.2 太阳能制冷用集热发生器性能试验测量仪器安装94-95
• 6.2.3 太阳能制冷用集热发生器性能试验条件及步骤95-96
• 6.3 太阳能喷射制冷用喷射器性能试验96-97
• 6.3.1 太阳能喷射制冷用喷射器性能试验台96-97
• 6.3.2 太阳能喷射制冷用喷射器性能试验研究97
• 6.4 本章小结97-98
• 结论及建议98-100
• 主要结论与创新点98-99
• 存在的问题与建议99-100
• 致谢100-101
• 参考文献101-106
• 作者简介106
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目106

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