蒸汽壓縮製冷循環系統中噴射器設計方法

2023-05-17 21:58:46 3

專利名稱：蒸汽壓縮製冷循環系統中噴射器設計方法
技術領域：
本發明涉及一種噴射器設計方法，特別涉及一種蒸汽壓縮製冷循環系統中噴射器設計方法。
背景技術：
進入21世紀以來，隨著經濟的發展，能源消耗日益增加，節能減排已成為全球範圍內的重大課題。蒸汽壓縮/噴射製冷系統是在蒸汽壓縮製冷系統中引入結構簡單、成本低、無運動部件的噴射器，起到回收節流損失和提升壓縮機入口製冷劑壓力的雙重作用，使系統中製冷壓縮機的吸氣壓力高於蒸發壓力，提高了製冷係數，同時亦減少了節流膨脹損失。在蒸汽壓縮/噴射製冷循環系統中，噴射器起到回收節流損失和提升壓縮機入口製冷劑壓力的雙重作用，有助於提高製冷系統效率。循環運行流程，如

圖1、2所示。製冷劑飽和氣體經壓縮機I加壓升溫後進入冷凝器2，冷凝器2出口高壓液體製冷劑作為工作流體進入噴射器3的噴嘴內加速降壓，將勢能轉變為動能，噴嘴4出口工質引射蒸發器9出口的氣體製冷劑在混合室5混合為兩相狀態，並在擴散器6內減速升壓，將動能轉變為勢能，然後在氣液分離器7中進行氣液分離，氣相製冷劑進入壓縮機1，液相製冷劑經節流閥8節流後進入蒸發器9蒸發。如此往復，完成製冷循環。由於噴射器內部流場複雜，目前對於流動過程的分析和計算不完善，使噴射器的設計方法較複雜，傳統的噴射器設計方法主要有三種，經驗係數法、氣體動力函數法和經典熱力學法，每種方法都有其各自的優缺點，但是需要進行大量的設計計算，非常繁瑣。

發明內容
本發明是針對蒸汽壓縮/噴射製冷循環系統中噴射器設計複雜的問題，提出了一種蒸汽壓縮製冷循環系統中噴射器設計方法，將RKS(Redlich-Kwong-Soave)狀態方程、兩相流聲速計算公式以及經典熱力學法對噴射器的分析計算結合在一起，利用RKS方程計算製冷劑在循環系統各狀態點的物性參數，用聲速公式計算噴射器中兩相流的聲速以及用經典熱力學法計算噴射器中絕熱膨脹過程和壓縮過程的終態參數，確定噴射器各部分的尺寸，完成了不同製冷劑、不同工作工況和不同製冷量條件下噴射器的噴嘴、混合室、擴散器等部分結構參數。本發明的技術方案為:一種蒸汽壓縮製冷循環系統中噴射器設計方法，包括如下具體步驟:
O噴射器模型包括噴嘴、混合室和擴散器，冷凝器出口高壓液體製冷劑作為工作流體進入噴射器的噴嘴內加速降壓，噴嘴出口工質引射蒸發器出口的氣體製冷劑在混合室混合為兩相狀態，並在擴散器內減速升壓，
首先噴射器模型設計忽略管路、蒸發器和冷凝器阻力損失；忽略噴射器進、出口的動能變化；假定製冷劑在噴射器內為定壓混合，且壓力為蒸發壓力；製冷劑在噴射器以及壓縮機內運行各過程不計摩擦損失，均視為等熵過程；
2)噴嘴設計:確定噴嘴的形狀以及噴嘴臨界截面和出口截面的直徑，
馬赫數
權利要求
1.一種蒸汽壓縮製冷循環系統中噴射器設計方法，其特徵在於，包括如下具體步驟: 1)噴射器模型包括噴嘴、混合室和擴散器，冷凝器出口高壓液體製冷劑作為工作流體進入噴射器的噴嘴內加速降壓，噴嘴出口工質引射蒸發器出口的氣體製冷劑在混合室混合為兩相狀態，並在擴散器內減速升壓， 首先噴射器模型設計忽略管路、蒸發器和冷凝器阻力損失；忽略噴射器進、出口的動能變化；假定製冷劑在噴射器內為定壓混合，且壓力為蒸發壓力；製冷劑在噴射器以及壓縮機內運行各過程不計摩擦損失，均視為等熵過程； 2)噴嘴設計:確定噴嘴的形狀以及噴嘴臨界截面和出口截面的直徑， 馬赫數
2.根據權利要求1所述蒸汽壓縮製冷循環系統中噴射器設計方法，其特徵在於，所述步驟3)中為實驗常數，混合室內的介質為彈性介質時，β值在0.07 0.09之間。
全文摘要
本發明涉及一種蒸汽壓縮製冷循環系統中噴射器設計方法，將RKS(Redlich-Kwong-Soave)狀態方程、兩相流聲速計算公式以及經典熱力學法對噴射器的分析計算結合在一起，利用RKS方程計算製冷劑在循環系統各狀態點的物性參數，用聲速公式計算噴射器中兩相流的聲速以及用經典熱力學法計算噴射器中絕熱膨脹過程和壓縮過程的終態參數，確定噴射器各部分的尺寸，完成了不同製冷劑、不同工作工況和不同製冷量條件下噴射器的噴嘴、混合室、擴散器等部分結構參數。可以通過輸入製冷劑的種類、不同的工作工況、不同製冷量等條件，快速計算噴射器的結構參數和製冷劑的物性參數，大大提高了設計效率和計算的準確性。
文檔編號F25B41/00GK103148649SQ20131010007
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者柳建華, 戚大威, 姜林林, 丁楊, 翁晶凱, 殷文華, 梁亞英, 陸至羚, 吳昊 申請人:上海理工大學