R134a水合物蓄冷系统的散流器优化

为了强化R134a水合物连续制备系统的蓄冷性能,采用Fluent软件模拟不同单圈喷嘴个数(4个、6个)及不同环径比(0.5D,0.6D,0.7D,0.8D,0.9D)散流器模型的气液接触特性。根据数值模拟的结果加工了性能较好的b4型散流器(喷嘴个数4、环径比0.8 D)和c4型散流器(喷嘴个数6、环径比0.8 D),通过实验对比b4型、c4型及a型散流器(原始散流器、喷嘴个数3、环径比0.4 D)对R134a水合物蓄冷性能的影响。结果表明:与a型散流器相比,b4、c4型散流器对R134a水合物蓄冷性能均有强化作用。当系统采用c4型散流器时,各项蓄冷性能均达到最佳:平均蓄冷速率为0.345 kW;总蓄冷量为926.47 kJ;水合物生成质量为912.54 g。研究表明:散流器优化对于本系统的R134a水合物蓄冷系统性能具有明显强化作用。

蒸气压缩式CO_(2)水合物直接接触蓄冷系统的仿真研究

本文建立了水冷压缩式CO_(2)水合物直接接触蓄冷系统的仿真模型,模拟研究了不同充注压力(3.5、3.6、3.7、3.8 MPa)下蓄冷系统的降温曲线和总蓄冷量。研究发现,降温曲线的模拟结果与实验结果的相对误差依次为4.02%、4.43%、3.38%、1.89%,总蓄冷量的模拟结果与实验结果的相对误差依次为0.82%、3.41%、1.45%、1.81%,所有相对误差均小于5%,说明模型具有较好的预测能力。为了提高实验系统蓄冷性能,采用模型进行系统优化,结果表明:冷却水流量由65 mL/s增至100 mL/s时,系统预冷时间由22.5 min减至20.8 min,系统COP先增加后减少。冷却水流量为95 mL/s时,系统COP最大;冷却水温度由22℃升至30℃时,系统预冷时间由16.1 min增至21.9 min,系统COP由1.77降至1.53;当充注压力由3.5 MPa升至5.0 MPa时,排气压力由5.4 MPa升至12.1 MPa。当充注压力为5.0 MPa时,排气压力为12.1 MPa,超过压缩机警戒压力,所以低于5.0 MPa的充注压力较为安全。

季盐对气体水合物相平衡影响研究进展

季盐是一种高效的水合物生成添加剂,通常通过填充水合物笼达到改善水合物相平衡条件的效果。季盐对CH_(4)、CO_(2)等气体水合物相平衡条件的影响效果主要与季盐浓度有关。就甲烷水合物而言,同等相平衡压力条件下,TiPeAF和TiAAB对相平衡影响显著:添加了TiPeAF(0.315%)、TiAAB(0.438%)的体系,其相平衡温度分别比纯水体系高20 K和22 K;TBANO_(3)、TAAB、TAAC对相平衡影响甚微:其相平衡温度较添加TBAB、TBAC等季盐的体系低10 K。对于CO_(2)水合物,添加TiAAB的体系相平衡温度比纯水体系高29 K,添加TBAF体系的相平衡温度比纯水体系高26 K。此外,季盐与其他类型添加剂复配后对水合物的相平衡条件有更好的提升效果:相较于仅添加TBAB的体系,TBAB(0.05%)和NaCl(0.03%)的复配体系可以使水合物相平衡温度再升高10 K。

GO强化水冷压缩式CO_(2)水合物蓄冷的实验研究

采用水冷压缩式CO_(2)水合物蓄冷实验台,研究了在不同初始充注压力和不同质量浓度的氧化石墨烯(GO)悬浮液下,CO_(2)水合物的蓄冷特性,通过实验数据计算蓄冷量和蓄冷速率。结果表明:与纯水体系相比,含有不同质量浓度的GO悬浮液中,系统的预冷时间和蓄冷时间均有不同程度的缩短。水合物生成质量、蓄冷速率和蓄冷量均有不同程度的提高,且随着充注压力的增加,系统的蓄冷性能也不断提高。当充注压力为4.0MPa,GO悬浮液质量浓度为60mg/L时,蓄冷特性最好:蓄冷时间最短(11.3 min),平均蓄冷速率最高(5.96 kW),水合物生成质量最多(5.01 kg),总蓄冷量达到最大值(4041.47 kJ)。研究表明:GO对于本系统的CO_(2)水合物蓄冷性能具有明显的强化效果。