制冷壓縮機過程模擬及節(jié)能技術開發(fā)研究

【摘要】：本論文以制冷壓縮機為研究對象,提出了一種新型的流固耦合技術,其將系統(tǒng)分解為流體場和固體場,并通過流場的多維瞬態(tài)控制體方程和固體結(jié)構(gòu)的運動微分方程將其集成?？刂茐嚎s機的主要工作部件參數(shù),用于制冷量、功耗和制冷系數(shù)的優(yōu)化研究,獲得多種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。主要工作和結(jié)論如下： (1)基于流場的質(zhì)量、動量和能量守恒控制體方程以及平板振動模型的運動微分方程,提出了壓縮機工作過程耦合模擬方法。實現(xiàn)高效率、高品質(zhì)模擬的同時,極大地縮短新型結(jié)構(gòu)的研發(fā)時間。 (2)基于流固耦合方法,對不同厚度吸氣閥片的壓縮機工作過程進行模擬,可以得到吸氣閥片厚度對制冷量、壓縮功、制冷系數(shù)的影響規(guī)律。提出有效流通面積準則來確定吸氣閥片的最優(yōu)厚度。分析膨脹和吸氣過程中,在氣孔處氣流速度大存在吸氣過熱現(xiàn)象,得到氣缸內(nèi)制冷劑的溫度變化規(guī)律,為實現(xiàn)近似等溫壓縮過程提供參考。 (3)模擬得到不同排氣閥片厚度及不同升程器高度的排氣閥組的壓縮過程的動態(tài)參數(shù)隨排氣閥厚度變化的規(guī)律。分析排氣閥在排氣腔和氣缸的壓差作用下應力變化過程,計算其抗沖擊和疲勞特性?；陂y片能否及時關閉確定排氣閥最優(yōu)厚度?；谟行Я魍娣e且保證排氣閥片能夠及時關閉,得到排氣閥片的最優(yōu)升程器高度。分析壓縮和排氣過程中,氣缸內(nèi)制冷劑的溫度變化規(guī)律,作為實現(xiàn)近似等溫壓縮的依據(jù)。 (4)進行近似等溫過程的模擬,提出通過潤滑油降溫的方法實現(xiàn)工程上的近似等溫過程。設計潤滑油的通道。進行變注油量的試驗研究其對排氣溫度、制冷量,功耗的影響規(guī)律,確定最優(yōu)的注油量。 本論文主要應用流固耦合方法對壓縮機工作過程的以上關鍵問題進行了理論研究和試驗探索,有望為新型壓縮機結(jié)構(gòu)設計、建模方法和性能優(yōu)化提供參考。 【關鍵詞】：流固耦合 往復式制冷壓縮機 制冷量 功耗 制冷系數(shù)
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TQ051.5
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 符號說明9-15
• 1 緒論15-30
• 1.1 背景及意義15-16
• 1.2 制冷壓縮機16-22
• 1.2.1 壓縮式制冷工藝16-19
• 1.2.2 全封閉制冷壓縮機19-22
• 1.3 制冷壓縮機研究現(xiàn)狀22-27
• 1.3.1 新型結(jié)構(gòu)的開發(fā)22
• 1.3.2 制冷劑的發(fā)展22-24
• 1.3.3 往復式壓縮機工作過程的理論基礎、數(shù)值模擬與測試系統(tǒng)研究24-27
• 1.4 流固耦合方法的應用現(xiàn)狀27-29
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容29-30
• 2 制冷壓縮機工作過程的流固耦合研究30-38
• 2.1 引言30
• 2.2 流體的控制方程30-33
• 2.3 結(jié)構(gòu)的控制方程33-34
• 2.4 流固耦合的動態(tài)分析方法34-35
• 2.5 ADINA數(shù)值模擬35-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 3 壓縮機工作過程的數(shù)值模擬38-70
• 3.1 引言38
• 3.2 R600a制冷壓縮機38-40
• 3.3 壓縮機的運行工況40-42
• 3.3.1 物性參數(shù)40-41
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)41
• 3.3.3 操作條件41-42
• 3.4 吸氣過程數(shù)值模擬42-55
• 3.4.1 吸氣模型建立和網(wǎng)格劃分42-44
• 3.4.2 吸氣邊界條件確定44-46
• 3.4.3 不同厚度吸氣閥數(shù)值模擬結(jié)果分析46-55
• 3.5 排氣過程數(shù)值模擬55-65
• 3.5.1 排氣過程的模型和邊界條件55-57
• 3.5.2 不同厚度排氣閥模擬結(jié)果分析57-65
• 3.6 模擬和理論值指標計算65-67
• 3.7 試驗指標對比分析67-68
• 3.7.1 不同厚度吸氣閥的模擬和試驗值的對比及誤差分析67-68
• 3.7.2 不同厚度排氣閥的模擬和試驗值的對比及誤差分析68
• 3.8 本章小結(jié)68-70
• 4 基于數(shù)值模擬的結(jié)構(gòu)改進研究70-84
• 4.1 引言70-76
• 4.1.1 變升程限制高度模擬及分析70-76
• 4.2 壓縮機工作過程優(yōu)化76-82
• 4.2.1 近似等溫壓縮過程的模擬76-79
• 4.2.2 近似等溫的工程實現(xiàn)方法79-82
• 4.3 本章小結(jié)82-84
• 5 壓縮機性能試驗84-96
• 5.1 引言84
• 5.2 制冷壓縮機性能測試平臺84-92
• 5.2.1 測試臺結(jié)構(gòu)84-85
• 5.2.2 測試臺工作原理85-86
• 5.2.3 測試參數(shù)86-88
• 5.2.4 試驗步驟88-89
• 5.2.5 壓縮機性能測試結(jié)果及分析89-92
• 5.3 潤滑系統(tǒng)性能試驗92-95
• 5.4 本章小結(jié)95-96
• 6 總結(jié)與展望96-99
• 6.1 主要研究內(nèi)容與結(jié)論96-97
• 6.2 主要創(chuàng)新點97-98
• 6.3 后續(xù)研究展望98-99
• 參考文獻99-106
• 在讀期間科研成果106

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