套管式CO_(2)蒸发器的性能模拟与优化计算

为优化设计套管式CO_(2)蒸发器,达到提高换热器效率的目的,采用稳态分布参数法对其建立仿真模型,并对模型精度进行实验验证。分析蒸发器内外部条件、结构参数对换热性能的影响,并分析干涸现象与管长的关系。结果表明:蒸发温度和质量通量对换热性能影响较大,蒸发温度由4℃降至-4℃,制冷量下降4 500 W/(m^(2)·K);质量通量每升高100 kg/(m^(2)·s),换热系数平均升高约1 000 W/(m^(2)·K);在设计工况下,干涸前CO_(2)流体所行进管路长度先下降再升高,且在蒸发温度为0℃达到最低点。在结构参数方面,外管管径为23 mm时,蒸发器换热效果较好。当冷冻水温度从11℃降至10℃时,压降下降3.5 kPa,明显低于其他温度情况下的压降情况。

套管式CO_2蒸发器的优化设计计算

为了设计出结构紧凑、具有更好换热性能的CO_2蒸发器,本文建立了套管式CO_2蒸发器的计算模型,论述了套管式换热器的计算方法和步骤,并最终确定了套管式换热器的结构尺寸和型式。结果表明:传热系数随管束内径的增大先增大后减小,CO_2侧压降随管束内径的增大而减小;管束个数增加,换热系数和CO_2侧压降都减小。研究成果可为今后套管式CO_2蒸发器的优化设计提供理论依据。

超临界CO_(2)气冷器内火积耗散分析

为了分析火积耗散在气冷器内分布情况及影响,利用CFD数值模拟技术建立直管套管式气冷器模型,对超临界CO_(2)套管式气冷器内CO_(2)与冷却水之间的热量传递过程进行数值模拟研究。通过改变操作压力、温度、质量流量等参数进行计算,分析火积耗散沿管长分布情况,研究温度、质量流量、压力的变化对套管式气冷器火积耗散的影响。结果表明:随着CO_(2)进口温度升高,火积耗散增大,但冷却水温度的改变对火积耗散影响小,可忽略不计;随着冷却水质量流量的增大,火积耗散减小,火积耗散在CO_(2)入口相对于在套管气冷器其他位置处,数值最大。相较于冷却水质量流量0.03 kg/s,冷却水质量流量为0.04 kg/s时,火积耗散减小了2.6%,冷却水质量流量为0.05 kg/s时,火积耗散减小了3.2%;随着CO_(2)质量流量增大,火积耗散增大;且随着压力的增大,火积耗散减小。研究结果可以为改进CO_(2)气冷器的结构和提高换热性能提供新的思路和参考依据。

NH_3/CO_2复叠制冷系统在实际工程应用中的研究

随着NH3/CO2复叠式制冷系统的应用,开发高效冷凝蒸发器来提高系统的性能是必要手段。对一种新型NH3/CO2冷凝蒸发器进行实验研究得出:不同制冷工况下,不同的换热温差,测试出相对应的传热系数,对比分析出不同布管形式对传热系数、换热温差、热流密度等的影响,从而得出最优的布管方式,为高效冷凝蒸发器的开发和设计奠定了基础。