应用于小型太阳能喷射式制冷系统的小型喷射器的试验研究

【摘要】： 随着人们对能源和环境问题的重视,利用太阳能作为主要工作能源的喷射式制冷系统越来越吸引人们的注意力。当前,由于蒸汽压缩式制冷系统设备紧凑、运行稳定和维护简便等特点,使其在空调、制冷领域广泛应用。然而,压缩式制冷系统是一个能耗很大,在夏季的居民住宅和写字楼中,制冷空调及其附属设备的能耗通常占到楼宇耗能的大部分。在节能减排的大方针指引下,为维持国民经济健康持续的发展,发展非机械式制冷系统,例如利用太阳能、废热、地热能作为驱动热源的喷射式制冷系统应当得到大力支持和鼓励。 国内外对喷射式制冷系统进行了大量研究,取得了一些很重要的成果。但是,在喷射式制冷系统的文献中,对喷射器设计和运行的研究报道还不很多,尤其是小型喷射器性能的研究。本课题针对该问题,设计了一个测试小型喷射器性能的实验台,研究应用于小型太阳能喷射式制冷系统中,喷射器的性能情况。 本文依次阐述了喷射器的基本设计理论:喷射器的工作原理与特点、喷射器的主要运行参数、喷射器的主要性能指标、喷射器的结构计算、喷射器的热力学模型;小型太阳能喷射式制冷用喷射器试验研究:试验台设计、试验方案、试验数据处理及试验结果、试验误差分析、试验研究和数值研究比较;小型太阳能喷射式制冷系统用喷射器的试验数据分析:第一阶段正交试验数据分析、第二阶段试验数据分析、小型喷射器喷射系数计算方法中效率系数确定、小型喷射器喷射系数改进方法介绍。 在参阅了大量试验和数值研究的文献后,根据具体的试验情况,确定了喷嘴出口到等截面段距离、等截面段长度、工作流体压力、引射流体压力、压缩流体压力的调整范围;根据相关数值模拟结果,间接的分析了试验设计的合理性。通过试验分析,得出了应用于小型太阳能喷射式制冷系统中,喷射器的喷嘴位置和等截面段长度的大致调节范围;研究了运行参数对喷射性能的影响,得出了小型喷射器的运行规律,为该类喷射器的最优设计提供了一些参考。在试验基础上,确定了在膨胀比、压缩比不大的情况下,索科洛夫喷射系数方法中的效率系数取值。同时,结合试验数据,对索科洛夫方法做出了适当的改进,提高了理论计算的精度和效率。 本文所做工作揭示了小型喷射器的结构设计,有别于大膨胀比、大压缩比的设计规律;改进了小型喷射器的结构设计,提高了喷射性能;得出的结论可为小型喷射器的最优设计和运行提供参考;结合试验测量数据,对喷射系数的理论方法,做了一些改进和有意义的尝试。 【关键词】：喷射式制冷 喷射器 喷射系数 临界压缩比 膨胀比
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TB65
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-30
• 1.1 前言12-15
• 1.1.1 研究太阳能制冷用小型喷射器的背景12-14
• 1.1.2 喷射器的常见种类14-15
• 1.2 喷射器研究的发展及现状15-24
• 1.2.1 喷射器理论研究的状况15-17
• 1.2.2 喷射器实验研究的状况17-18
• 1.2.3 喷射器在喷射式热泵/制冷系统中应用的研究状况18-22
• 1.2.4 太阳能制冷系统用小型喷射器在我国研究与应用的现状22-24
• 1.3 本课题的目的、任务、研究内容和意义24-25
• 1.3.1 本课题的目的24
• 1.3.2 本课题的任务及内容24-25
• 1.3.3 本课题的意义25
• 1.4 本章小结25-27
• 参考文献27-30
• 第二章 喷射器的基本设计理论30-44
• 2.1 喷射器的工作原理与特点30-31
• 2.2 喷射器的主要运行参数31-33
• 2.2.1 工作流体压力32
• 2.2.2 引射流体压力32-33
• 2.2.3 压缩流体压力33
• 2.3 喷射器的主要性能指标33-34
• 2.3.1 喷射系数33
• 2.3.2 喷射器火用效率33
• 2.3.3 性能系数33-34
• 2.4 喷射器的设计计算34-36
• 2.4.1 设计条件和原始参数34
• 2.4.2 喷射器抽气能力和消耗蒸汽量计算34-36
• 2.4.3 喷射器主要结构参数的确定36
• 2.5 喷射器热力学模型36-39
• 2.5.1 喷射器热力学过程36-37
• 2.5.2 喷射器热力学模型37-39
• 2.6 喷射系数计算方法39-40
• 2.7 本章小结40-42
• 参考文献42-44
• 第三章 小型太阳能喷射式制冷用喷射器实验研究44-70
• 3.1 实验台设计44-50
• 3.1.1 实验参数范围44-45
• 3.1.2 实验系统布置45-46
• 3.1.3 喷射器的结构及尺寸46-49
• 3.1.4 所用仪器仪表说明49-50
• 3.2 实验内容及方案50-54
• 3.2.1 第一阶段实验内容及方案51-54
• 3.2.2 第二阶段实验内容及方案54
• 3.3 实验数据处理及试验结果54-63
• 3.3.1 实验数据处理54-55
• 3.3.2 实验数据55-63
• 3.4 实验误差分析63-66
• 3.4.1 温度误差分析63
• 3.4.2 压力误差分析63-64
• 3.4.3 流量误差分析64
• 3.4.4 误差合成分析64-65
• 3.4.5 装置总精度65-66
• 3.5 试验结果与模拟结果的比较66-68
• 3.6 本章小结68-69
• 参考文献69-70
• 第四章 小型太阳能喷射式制冷系统用喷射器实验数据分析70-100
• 4.1 第一阶段正交实验数据分析70-76
• 4.1.1 1#喷射器正交实验数据分析70-72
• 4.1.2 2#喷射器正交试验数据分析72-74
• 4.1.3 3#喷射器正交试验数据分析74-76
• 4.2 第二阶段实验数据分析76-85
• 4.2.1 工作流体压力的影响76-78
• 4.2.2 压缩流体压力的影响78-79
• 4.2.3 引射流体压力的影响79-80
• 4.2.4 喷嘴出口到等截面段距离的影响80-82
• 4.2.5 等截面混合段长度的影响82-84
• 4.2.6 其它因素对喷射器性能影响84-85
• 4.3 小型喷射器喷射系数计算方法中效率系数确定85-90
• 4.4 小型喷射器喷射系数改进方法介绍90-97
• 4.4.1 压缩流体在等截面段出口处折算等熵速度λ_(c4)的选定91-92
• 4.4.2 引射流体在等截面段入口处气动力函数简化92-93
• 4.4.3 应用于小型太阳能喷射制冷喷射器的喷射系数改进方法分析93-97
• 4.5 本章小结97-99
• 参考文献99-100
• 第五章 本课题结论与展望100-103
• 5.1 本课题结论100-101
• 5.2 对本课题的展望和建议101-103
• 攻读学位期间发表的学术论文目录103-104
• 致谢104

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