導(dǎo)語：制冷裝置模擬管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文利用穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)法建立了除壓縮機(jī)以外的制冷系統(tǒng)各部件的數(shù)學(xué)模型，使用能量、動量與質(zhì)量方程進(jìn)行求解，并用VB語言對模型作了編程，通過計算得出了一定工況下，部分物理參數(shù)如制冷劑流量、過冷度、換熱量、換熱系數(shù)等在制冷裝置各部件中的變化情況，并給出了變化曲線。

關(guān)鍵詞：模擬制冷裝置穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)法

1引言

隨著人們生活質(zhì)量不斷提高，對居住環(huán)境的舒適度要求也越來越高，這使得家用空調(diào)的產(chǎn)量迅速增加，再加上其具有價格低廉、安裝方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點，現(xiàn)在年產(chǎn)量已突破千萬，由此可見，這一部分空調(diào)器的能耗是相當(dāng)可觀的。因此仔細(xì)分析其制冷過程，優(yōu)化制冷裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)，對于完善制冷裝置設(shè)計以及節(jié)能降耗是有著非常重要的意義的。

2部件模型分析

2.1壓縮機(jī)

對于壓縮機(jī)采用類似于黑箱的建模方法，拋開具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，根據(jù)廠家提供的性能曲線或參數(shù)表、實驗數(shù)據(jù)等利用參數(shù)擬合來建立模型。

⑴

⑵

由⑴、⑵式可解得制冷劑流量、壓縮機(jī)功率，式中、可利用相關(guān)數(shù)據(jù)擬合得出。

2.2毛細(xì)管

為便于建模，制冷劑在管中流動可分為過冷區(qū)、兩相區(qū)兩個部分，流動狀態(tài)為一維絕熱均相，忽略亞穩(wěn)態(tài)流動。

2.2.1過冷區(qū)

⑶

⑷

2.2.2兩相區(qū)

⑸⑹

⑺

⑻

式中，下標(biāo)1、2、m表示微元的進(jìn)出口和平均參數(shù)

由于毛細(xì)管中的制冷劑流量并不是隨著背壓的降低而一直增加，存在一個臨界點，即“壅塞”，在進(jìn)行流量計算時對此必須加以考慮。

壅塞流量⑼

式中，⑽

⑾

2.3冷凝器

建模假設(shè)：⑴管內(nèi)制冷劑的流動為一維均相流動，不考慮壓降

⑵冷凝器為逆流型換熱器，管外空氣流動視為一維流動，且不考慮管壁熱阻

由此可將冷凝器分為過熱區(qū)、兩相區(qū)、過冷區(qū)，分別進(jìn)行計算。

對每一微元均有下式成立，

冷劑側(cè)⑿

空氣側(cè)⒀

微元導(dǎo)熱⒁

內(nèi)外換熱⒂

總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)⒃

2.4蒸發(fā)器

蒸發(fā)器與冷凝器相類似，不同的是空氣流經(jīng)其表面時會出現(xiàn)析濕，故蒸發(fā)器空氣側(cè)模型更為復(fù)雜。建模假設(shè)：⑴制冷劑與空氣處于逆流狀態(tài)，析濕系數(shù)保持不變

⑵忽略過熱區(qū)壓降，不考慮管壁熱阻

將蒸發(fā)器分為兩相區(qū)、過熱區(qū)進(jìn)行計算。

對每一微元均有下式成立，

冷劑側(cè)⒄

壓降⒅

空氣側(cè)⒆

析濕系數(shù)⒇

內(nèi)外換熱(21)

3模擬結(jié)果與分析

根據(jù)以上所建立之模型，利用VB作編程進(jìn)行求解，所得結(jié)果如下。

3.1毛細(xì)管

由圖1可以看出，當(dāng)背壓下降到一定值時，毛細(xì)管中制冷劑流量不再繼續(xù)增加，而是圍繞一定量作振蕩，該定量即為理論分析得出的“壅塞流量”。而隨著毛細(xì)管長度的增加，制冷劑流量卻呈遞減趨勢，這是因為長度增加，制冷劑在其中流動時的流動阻力也相應(yīng)增加的緣故，如圖2所示。

圖1圖2

3.2冷凝器

圖3、圖4分別反映了隨著空氣流量的增加，制冷劑的過冷度與換熱量的變化情況?？梢钥闯?，當(dāng)風(fēng)量增加到一定程度時，制冷劑過冷度與換熱量均不再發(fā)生變化，這是符合物理事實的。

圖3圖4

3.3蒸發(fā)器

圖5反映了制冷劑換熱系數(shù)沿管長的變化情況，可以看出，在兩相區(qū)中的換熱系數(shù)出現(xiàn)了最大值，并且兩相區(qū)的整體換熱系數(shù)要高于過熱區(qū)，因此在作蒸發(fā)器設(shè)計時要盡量使制冷劑位于兩相區(qū)，制冷劑的過熱度不應(yīng)過大。圖6則是空氣側(cè)的換熱系數(shù)隨管長的變化情況，可以看出，換熱系數(shù)呈遞增趨勢，這是因為空氣與換熱管壁的換熱溫差越來越小。

圖5圖6

4結(jié)束語

以上通過作數(shù)值計算，得出了部分物理參數(shù)隨制冷裝置各部件的變化情況，并且與理論分析得出的結(jié)論相一致，這說明利用穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)法作制冷裝置的模擬是較好的，所建立的數(shù)學(xué)模型是合理的。

參考文獻(xiàn)

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