天然气驱动VM循环热泵的性能分析与研究

【摘要】： 天然气驱动VM循环热泵按VM热动力闭式气体回热制冷循环原理工作,其应用对于能源和环境的可持续发展具有重要意义。本文采用热力学第一定律分析了热源温度对理想VM循环性能的影响和实际VM循环热泵的各项不可逆损失,运用有限时间热力学分析了量子VM阶梯循环。采用EES软件编程,分析比较了采用氦、氢、氖三种天然工质的循环性能。对回热器和热交换器进行了理论与实验研究;进行了热经济学分析,表明天然气驱动VM循环热泵是一种高效节能的技术。 【关键词】：VM循环热泵 有限时间热力学 天然工质 热经济学
【学位授予单位】：华北电力大学（河北）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TB651
【目录】：

• 中文摘要4
• 英文摘要4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 本课题的研究背景和意义7
• 1.2 国内外研究现状7-9
• 1.3 本课题研究的主要内容9-11
• 第二章 天然气驱动VM 循环热泵的热力学分析11-24
• 2.1 天然气驱动的VM 循环热泵11-13
• 2.1.1 系统结构11-12
• 2.1.2 工作原理12-13
• 2.1.3 系统特点13
• 2.1.4 工质13
• 2.2 理想VM 循环热泵的热力学分析13-16
• 2.2.1 热力学模型13-14
• 2.2.2 理想的天然驱动的VM 热泵的性能系数14-15
• 2.2.3 热源温度对性能系数的影响15-16
• 2.3 实际VM 循环热泵的热力计算16-24
• 2.3.1 实际循环的介绍16
• 2.3.2 计算过程16-22
• 2.3.3 结果分析22-24
• 第三章 VM 循环热泵的有限时间热力学分析24-31
• 3.1 有限时间热力学24
• 3.2 非平衡量子统计优化24-31
• 3.3.1 量子VM 循环的理论模型25-26
• 3.3.2 经典极限量子VM 阶梯循环的最优化26-31
• 第四章 工质31-35
• 4.1 天然制冷剂31-32
• 4.2 不同天然制冷剂对VM 循环热泵的性能的影响32-35
• 4.2.1 循环性能32-33
• 4.2.2 不同天然工质理想VM 循环性能的比较33-35
• 第五章 回热器和换热器35-49
• 5.1 回热器35-44
• 5.1.1 理论模型与控制方程35-36
• 5.1.2 方程无量纲化与简化36-39
• 5.1.3 回热器的损失39-41
• 5.1.4 回热器的损失计算41-44
• 5.1.5 回热器的损失结果分析44
• 5.2 换热器44-49
• 5.2.1 换热器计算45-46
• 5.2.2 工质换热实验46-49
• 第六章 天然气驱动VM 循环热泵的热经济学分析49-53
• 6.1 热经济学49-51
• 6.2 天然气驱动VM 循环热泵的热经济学分析51-52
• 6.3 小结52-53
• 第七章 结论53-55
• 7.1 结论53
• 7.2 下一步的工作及展望53-55
• 参考文献55-62
• 致谢62-63
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况63

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