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混合工质制冷机原理和设计计算

符号表尸—压力;T—温度〔K」;六—烩;C,—干空气定压比热;R—空气气体常数;刀—效率;Q—制冷量; t—温度〔℃」; d—含湿量;S—嫡,压缩一膨胀器基元面积;下一水的蒸发潜热;G—重量流量;q—单位制冷量;N—功率;A二仁大卡/公斤一米」—功热当量二—压缩比,圆周率;H—压缩一膨胀器叶片宽度;r—转子半径a—定子椭圆内腔半长轴;刀—基元面积对称线位置角;。—叶片质量; B—压缩一膨肤器叶片厚度 a£一一石一;b—定子椭圆内腔半短轴;Z—压缩一膨胀器叶片数;B一b 一一 a厂—容积流量,线速度;去—叶片长度;五一石 一一 凡乃—压缩一膨胀器隔离角; 角注a—空气;二—液态水;二。一一水蒸汽;二f—冰;。—容积;c—压缩;e—膨胀;n—转速,多变指数。。—机械;r—实际; 1,2,3,4,1/ 11,,1砂,3尸,31,,3即 状态点标号; 艺,—室内环境; 。。—室外环境。前 侧去产 西 空调和制冷目前已成为科研、生产和生活...  (本文共16页) 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

小型混合工质J-T节流制冷机理论和实验研究

J-T节流制冷机以其结构简单、可靠性高、适应性强的特点,在能源、军工、空间、生物、医疗和生命科学等领域得到了日益广泛的重视和应用。采用混合工质的J-T节流制冷机在热效率上比纯质有大幅度的提高,本文从理论和实验两个方面分别对开式的J-T快速节流制冷机系统和用空调压缩机驱动的混合工质闭式J-T节流制冷循环进行了研究。多元混合工质J-T节流制冷机涉及许多分支学科,其内部工作机理十分复杂,本文着重对以下几个方面的问题进行深入研究,取得了一些理论进展和实验结果,其要点如下:1.综述了混合工质J-T节流制冷循环的发展史及国内外研究现状,采用立方型状态方程对含氮混合工质的汽液相平衡和热力性质进行了计算,并在此基础上建立了J-T节流制冷系统各部件的物理模型,进行了系统的设计计算;2.阐述了混合工质热交换器的设计方法,对翅片管绕管式换热器(Hampson型)进行初步设计;3.阐述了混合工质J-T节流制冷机的工作原理,研究单纯工质和混合物工质的节流...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

G-M/J-T混合循环氦制冷机系统设计及实验研究

现代世界上氦气资源的日益紧张,推动了实验室用的低温真空设备向小型化和集约化方向的快速发展,促进为小型低温真空装置提供液氦冷量的小型氦制冷机的技术进步。本文以单台10K温度级Gifford-McMahon制冷机为预冷冷源的氦节流制冷机系统(简称,G-M/J-T混合循环氦制冷机系统)为研究对象,采用热力学基本原理分析了 G-M/J-T混合循环氦制冷机系统的热力循环性能,研究了 G-M制冷机冷头预冷能力对制冷机系统制冷量的影响;针对4.5KG-M/J-T氦制冷机系统不同温度区间的各设备工作特性,借鉴Cloude循环氦制冷机设计和运行经验,选取了的系统关键设计参数,设计系统的冷箱、真空与绝热系统、低温换热器和数据采集系统等关键部分;采用传热学和流体力学基本原理深入分析系统各低温设备内的传热和工质流动特性,验证了系统各关键部分设计的合理性,完成了各关键部件的研制。本文搭建了开式G-M/J-T混合循环氦制冷机系统实验平台,通过制冷机降温实验...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

混合工质节流制冷机的理论与实验研究

-40℃~-120℃的低温环境在能源、军工、空间技术、医疗,生物和生命科学等领域都有着广泛的应用和良好的应用前景。采用单级压缩的混合工质制冷机进行该温区的深度制冷,不但可以使制冷机的结构得到简化,提高制冷机运行的可靠性,而且还可以获得更高的热力学效率。但是,到目前为止,该温区有关混合工质制冷机的研究还进行得很少。本文的研究目的就是通过理论和实验两方面深入的分析和比较各类混合工质节流制冷机循环在-40℃~-120℃温区的热力学性能,探求其中的内在规律,找到该温区内具有较高热力学效率和高可靠性的制冷机型式以及相应的最优混合工质成分。首先本文建立了混合工质制冷机循环的优化模型,通过对优化模型中的目标函数、约束条件和设计变量三方面的讨论,得到了对混合工质制冷循环进行优化所遵循的三条较为合理和切实可行的优化原则。通过对各种混合工质节流制冷机循环的特性分析,揭示了不同循环型式之间的内在热力学关系。研究结果表明,正确地选择混合工质,在相同的压...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

《低温工程》2000年02期
低温工程

低温冷冻治疗的新冷源——多元混合工质节流制冷机

1 引 言在医学界,传统的低温外科手术通常是采用液氮等低温介质来实现的,但是,使用液氮等低温流体来进行外科手术时,在液氮的保存、运输等环节上带来了很大不便,尤其是在医学界,一般操作者并不具备相应的低温技术知识。另外,大量使用液氮还有造成局部空间缺氧性窒自己的危险。除此之外,也有采用制冷机形式如脉冲管制冷机来作为冷冻治疗仪[1]的方法,采用脉冲管制冷机作低温治疗仪是一种很有希望的方案,但还有许多问题需要继续研究。因此,现有的低温冷冻治疗仪存在着系统复杂,操作麻烦,或者是效率不高,可靠性差等问题。为此,本文介绍一种新的方式———利用单级油润滑空调压缩机驱动的闭式循环多元混合工质节流制冷机作为低温冷冻治疗仪。利用气体或液体的JouleThomson节流制冷效应产生制冷是一种最简便的方法。因为它的制冷结构最简单,通常是一段毛细管或者小孔。节流制冷机不存在低温运动部件,振动和噪音都很小,而且利于微型化,非常适合应用于低温医疗当中。传统的节...  (本文共6页) 阅读全文>>

《低温与特气》2002年06期
低温与特气

多元混合工质节流制冷机逆流换热器综合传热系数的实验研究

1 前 言多元混合工质节流制冷机在过去几年有了很大的进展,采用单级油润滑商用制冷压缩机驱动的多元混合工质节流制冷机与其他形式的制冷机相比具有明显的优点:低温下无运动部件、可靠性高、具有良好的热力性能、低制造成本等,已经成为80~200K温区的主力制冷机[1,2]。该种制冷机制冷温区范围连接低温与普冷领域,具有很广泛的应用背景,对半导体工业、天然气工业、生物医学工程的发展具有非常重要的意义。逆流热交换器是混合工质节流制冷机中最为关键的部件之一,其性能将直接影响制冷机的整机性能。众所周知,从热力学角度讲,较小的传热温差将减小系统不可逆损失,但是从传热学角度讲,在完成一定的传热负荷时,小的传热温差将导致较大的换热面积,换热面积的增大将导致两个问题,一是系统尺寸增加,二是大的传热面积将可能导致工质流动压力损失增加,这也将导致系统性能下降。因此,在以完成所承担的传热负荷为目标下,存在一个换热器的优化问题,这个问题的解决将在很大程度上依赖于...  (本文共6页) 阅读全文>>

《化工学报》2014年S2期
化工学报

深冷混合工质节流制冷机研究进展

殐引言与纯工质相比,在深冷温区相同的温度及压力工况下,混合工质的节流制冷效应提高了1~2个数量级,制冷性能大大提高。采用混合物工质可以大大降低制冷机的运行高压,直至单级普冷制冷空调压缩机的工作范围内。由此制冷机可以采用普冷领域量大面广的有油润滑单级压缩机驱动实现深度制冷,这对于降低制冷机成本、提高可靠性均具有重要意义。混合工质节流制冷机的硬件组成中,包括压缩机在内的几乎全部硬件设备完全可以从市场上直接获得,非常有利于制冷机实现大规模的推广应用。混合工质的采用也带来了新的问题。首先由于混合物组成中各组元沸点差异大,在实现大温跨制冷时,混合物物性变化剧烈,热物性准确获取及预测成为一个难题,这其中涉及到平衡态热物性及输运物性。另外混合工质在大温跨制冷中相态多变,两相区的传热和流动特性复杂,基础研究积累不够,这些都为准确设计制冷机带来难度,尤其是换热器的准确设计。同时由于混合物及相分离器的采用,使得制冷机流程组织形式多样,对其工作机理的...  (本文共10页) 阅读全文>>