两段式喷嘴引射器及其引射制冷系统性能实验研究

对采用两段式喷嘴引射器的两相流引射制冷系统进行了实验研究,并将两段式喷嘴的引射比及其系统COP分别与拉法尔喷嘴引射器的引射比及其系统COP进行了比较。实验结果表明:在冷凝/蒸发温度为45℃/1℃工况下,使用不同几何尺寸两段式喷嘴引射器的引射比均大于拉法尔喷嘴引射器的引射比,最大提高了约18%;使用两段式喷嘴引射器的制冷系统COP大于使用拉法尔喷嘴引射器的制冷系统COP,最大提高了约12%;在蒸发温度为1℃条件下,两段式喷嘴引射器及拉法尔喷嘴引射器的引射比均在冷凝温度为45℃时达到最大值,而在冷凝温度为50℃条件下,两种引射器的引射比均在蒸发温度为3℃时达到最大值。

两段式喷嘴淹没空化射流流场数值模拟

为了研究两段式喷嘴结构对空化射流效果的影响,建立了两段式喷嘴的数学模型与物理模型,对两段式喷嘴进行了模拟。以蒸汽气相体积分数为判断空化效果的主要依据,分析了第一喉部直径、第二喉部直径和连接处直径对两段式喷嘴空化性能的影响,并与角形喷嘴进行对比研究。结果表明:两段式喷嘴的结构参数对空化效果产生显著的影响。空化程度随着第一喉部直径的增加先增强后减弱;第二喉部直径取值越小,空化程度越高,空化程度随着第二喉部直径的增加先增加后减小;随着连接处直径的增大,空化效果逐渐增强。但当连接处的直径大于4 mm时,连接处直径取值对空化效果几乎没有影响;当两段式喷嘴的第一喉部直径为1.5 mm,第二喉部直径为1.0 mm,连接处直径为4 mm时,具有良好的空化效果。

两段式喷嘴几何参数对引射制冷系统性能的影响

用引射器代替膨胀阀可以提高制冷系统COP,而影响引射制冷系统性能的重要因素是引射器性能。对使用不同喉部直径喷嘴的引射制冷系统性能进行实验研究,分析引射器两段式喷嘴第一和第二喉部直径对引射器和系统性能的影响。实验结果表明,在冷凝温度40℃、蒸发温度-10℃工况下,随着第一喉部直径增大,引射比先升高后降低,制冷量和COP均降低,喉部直径为1.8 mm时系统性能最佳;随着第二喉部直径增大,引射比先升高后降低,制冷量和COP均先降低后升高,喉部直径为1.4 mm时系统性能最佳。

两段式喷嘴对CO2两相流引射制冷系统性能的影响

文章对采用两段式喷嘴的引射器及其两相流引射制冷系统在不同工况、不同几何尺寸条件下进行了实验研究。实验结果表明,在实验工况固定的条件下,采用两段式喷嘴的CO_2两相流引射制冷系统的COP随引射器第一喉部直径的增大而增大,引射比随第一喉部直径的增大而减小;系统COP和引射比随引射器中间连接直径的增大而减小。对于固定几何尺寸的引射器,系统COP随气冷器出口压力的升高而增大,引射比随气冷器出口压力的升高先减小后增大,在9MPa时引射比最小。与传统的CO_2制冷系统相比,采用两段式喷嘴的CO2两相流引射制冷系统的COP在不同工况的条件下均高于传统系统的COP,最大可提高约15%。

采用两段式引射器的跨临界CO_2两相流制冷系统性能的数值模拟

对两相流引射器内部工质流动特性进行了数值模拟,通过在不同几何尺寸和不同工况条件下引射器性能分析来确定影响其性能的因素。分析了两段式喷嘴引射器在不同第一喉部流通面积和不同工况条件下的性能,以及两段式喷嘴引射制冷系统性能随着各参数的变化趋势:在固定气冷器出口压力9.00 MPa,温度43℃和蒸发温度6℃条件下,两段式喷嘴引射器性能随着第一喉部流通面积的增加先增大后减小,并在第一流通面积为1.54 mm2时取得最大引射比;当两段式喷嘴引射器第一喉部流通面积为1.54 mm2时,在模拟工况范围内引射器的引射比随着气冷器出口温度的增加而增大,随着蒸发温度的降低而减小;当气冷器出口压力和蒸发温度分别为9.00 MPa和6℃时,引射器的引射比在气冷器出口温度为43℃工况下取得最大值。

喷嘴喉部直径对CO2引射制冷系统性能的影响

为探索两级汽液分离CO2引射制冷系统中喷嘴第一喉部直径对其性能的影响,实验测量了使用不同喷嘴第一喉部直径的两级汽液分离CO2引射制冷系统的性能,并与传统CO2两级节流引射制冷系统进行了比较。实验结果表明,随着第一喉部直径的增大,引射比和系统COP均逐渐增大,引射比在第一喉部当量直径为2.0 mm时达到最大值,而系统COP在1.9 mm时达到最大值,但压缩机耗功基本保持不变。改进前后的引射制冷系统的引射比和COP随第一喉部直径的变化趋势相同,但对所有的实验工况条件,改进后的引射制冷系统的引射比、制冷量和COP均分别大于改进前的系统,且第一喉部当量直径越大,在系统中增加初级气液分离器对系统中引射器的引射比及系统性能的改善效果越好。

工况对两相流引射制冷系统性能的影响

以R134a为工质,在不同工况条件下采用两段式喷嘴引射器对两相流引射制冷系统进行了实验研究,分析了冷凝温度和蒸发温度对R134a两相流引射制冷系统性能COP和引射比的影响,并与传统制冷循环系统进行了比较。实验结果表明:对于一定几何尺寸的引射器,系统COP随冷凝温度的升高而降低,随蒸发温度的升高而增大,在冷凝温度为40℃时,蒸发温度为1℃时,使用两段式喷嘴引射器时系统的COP要比传统蒸汽压缩循环的COP高22.7%,两相流引射制冷循环系统在较低的冷凝温度下更具有优势。