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跨临界热泵系统的活性炭喷射器的特性研究

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跨临界热泵系统的活性炭喷射器的特性研究

发布日期:2019-04-02 00:00 来源:http://www.nt-great.com 点击:

跨临界热泵系统的活性炭喷射器的特性研究



    摘 要:在自行研发的跨临界co2热泵热水器试验台上,经过调度体系中阀门开度操控活性炭喷射器的进出口压力和温度,研讨活性炭喷射器的流量、喷发系数、紧缩比和功率的改动规则。试验效果标明:一起增大作业流体压力和引射流体压力能够行进活性炭喷射器的作业功用,减小作业流体压力或许增大引射流体压力能够行进活性炭喷射器的作业完善度。高功率活性炭喷射器的研发是优化跨临界co2热泵体系的要害要素。

引 言

自从lorentzen提出运用天然工质代替cfcs和hcfcs处理温室效应和臭氧层的损坏co2以其一起的热物理性质和环境友好性变成在热泵热水器中工质代替的热门话题[1]。国内外专家的研讨标明[2-3],在跨临界co2热泵体系中参加活性炭喷射器,一方面能够运用来自气体冷却器的需要降压的高压co2流体来引射升压来自蒸发器的低压co2流体,削减胀大进程的节约扔掉,另一方面能够降低进入蒸发器前两相的co2流体的干度。活性炭喷射器是跨临界co2热泵体系的要害部件之一,其结构方案的好坏和功用的好坏将直接影响到悉数热泵体系作业的安稳和功用系数的行进[4]。这篇文章在自行研发的跨临界co2热泵热水器试验台上,经过调度体系中阀门开度操控活性炭喷射器的进出口压力和温度,研讨活性炭喷射器的流量、喷发系数、紧缩比和功率的改动规则。

1 活性炭喷射器

活性炭喷射器运用射流的紊动扩散作用,使不一样压力的两股流体彼此混合,并发作能量交流,在其出口构成一股居中压力的混合流体。活性炭喷射器的方案办法有两种,经典热力学法和气体动力学办法[5]。传统的经典热力学法根据热力学第一、第二规则,选用经典热力学对活性炭喷射器的绝热胀大进程和紧缩进程的终态参数进行计算,其物理模型选用经典热力学所述的热力进程,喷嘴长度、扩压器长度和出口直径等几许规范多选用阅历办法来断定。气体动力学办法是建立在气体动力学理论基础之上,根据能量守恒、质量守恒等基本规则,并引进等熵速度、折算速度等动力学函数,方案进程中思考了喷嘴和扩散器的功率,运用作业流体和引射流体的速度系数对内部活动进程做了合理的修正。与经典热力学办法比照,其方案合理性上有较大的行进。

气体动力学办法是现在公认的比照精确的活性炭喷射器方案办法。前苏联的 《活性炭喷射器》[6]一书是运用气体动力学法进行活性炭喷射器方案和功用研讨的经典著作,在活性炭喷射器的方案进程中,这篇文章将参看此文献建立活性炭喷射器的一维方案模型,活性炭喷射器结构示意图和方案参数分别见图1和表1。

喷发系数和紧缩比是评估活性炭喷射器作业功用好坏的首要参数,功率是评估活性炭喷射器作业完善性的首要参数,功率的公式参看文献 [6]中界说,功率越高,活性炭喷射器的 扔掉越小,具体表达式如下

2 实 验

2.1 试验设备

试验设备流程示意图及首要的温度、压力、流量和功率测点如图2所示。试验体系首要由紧缩机、气体冷却器、活性炭喷射器、蒸发器、气液分离器、节约阀和安全阀等部件构成。紧缩机型号为tcs340/4-d的co2紧缩机,理论排气量为3.5m3·h-1。气体冷却器选用环绕螺旋槽管式换热器,蒸发器选用套管逆流式换热器,内管活动介质为co2,外管活动介质为水。冷却水和冷冻水体系的水流量经过改动管路阀门的开度进行调度,水温经过温控仪操控加热棒功率进行调度。试验体系选用铜-康铜热电偶测温,温度丈量的不断定度为±0.5 ℃;压力丈量选用gedruck ptx7517高精度压力传感器,量程为0~16mpa,丈量精度为0.2% s;co2质量流量丈量选用emerson micro motion高精准f系列质量流量计,量程为0~0.2kg·s-1,丈量精度为读数的0.1%;水流量选用玻璃转子流量计,丈量精度为2% fs;紧缩机的功率选用zw5435系列三相数字式功率表进行丈量,丈量精度为0.5% fs。

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