文档介绍：大连理工大学硕士学位论文
摘要
在蓄能空调和蓄能除湿领域,适合于先进蓄能系统的工作溶液是溴化锂或氯化锂水
溶液,其制冷剂是水,需采用水蒸气压缩机。由于水的蒸发压力低、比容大使得水作为
制冷剂直接用于压缩式制冷系统还有很大的困难。在先进蓄能技术中,压缩机吸入压力
仅与发生压力有关。可以通过提高发生压力来提高水蒸气压缩机的吸入压力,但压力提
高后水蒸气温度也随之提高。如果直接采用“干压缩”方式,压缩终了的温度将超过
℃。为了充分利用压缩后水蒸气的能量,抑制绝热压缩后过高的水蒸气温度,获得压缩
机运行的经济性,先进蓄能系统压缩过程采用湿压缩方式。在压缩前调整被压缩水蒸气
的干度,进行气、液两相迸气,利用液体吸热来降低压缩过程温升,使排气接近饱和干
蒸气状态,使其更接近于等温压缩来减少耗功。
在系统中,水既为制冷剂又为冷却剂,这种压缩是一种特殊的湿压缩方式。本文以
变质量热力学为基础,分析了湿压缩过程中的气、液两相的潜热和显热的交换,考虑了
压缩过程中气体和液体的泄漏,建立了水蒸气基元容积两相湿压缩过程热力学数学模
型;根据所建立的模型和现有水和水蒸气性质数据和图表,采用数值模拟的方法对螺杆
压缩机压缩水蒸气过程进行了计算:得出湿压缩后,压力随转角的变化规律;发现湿压
缩后不仅可以降低压缩机排气温度并节省压缩功;描述了排气为饱和状态时,液滴直径
与于度的关系;分析了湿蒸气进气千度及水滴微粒直径对排气温度、排气压力和压缩功
率的影响。该文的研究对于扩大水蒸气应用范围和设计制造水蒸气压缩机新产品具有一
定的指导意义。
关键词:压缩机;水蒸气:湿压缩
湿蒸汽两相压缩过程工作籽陛研究
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大连理工大学硕士学位论文
髀
能源和环境危机是我们人类在这个世纪所要面临和解决的一个重要问题。在现代社
会中,制冷技术的应用已经涉及到生产和生活的方方面面,它在空气调节、食品冷藏、
某些生产工艺以至国防工业、航天技术、医疗卫生、科学研究及农牧业等都有着重要的
应用。空调制冷设备的广泛使用要消耗大量能源,主要是电力,这就给电力供应制造了
一些麻烦。由于大部分电力来自化石能源,因而多用电就意味着多排放。和其他污染
物。再有,人工合成制冷剂对大气臭氧层的破坏及它们的强温室效应也越来越受到人们
的关注。空调制冷设备的使用都涉及到能源消耗和环境污染的问题。
立题背景及其意义
空调器的装机量逐年翻番形成了又一个高峰用电大户,以致拉闸限电现象在一些地
区的盛夏酷暑季节显得尤为突出。年夏季,我国个省市拉闸限电。这种缺电是结
构性缺电,很重要的一个原因就是电力空调的大量使用。电力空调被专家称为“电网里
的癌症”,就如同癌变一般,只要你给它供电,它就会疯狂发展,直到最后夺取你自身
的生命。即使是在最发达的美国,也未能摆脱该“癌症”的困扰。在美国加州,从
年夏天开始由于天气酷热,空调用电量大幅攀升,电网几近崩溃,到了月,寒流席卷
美国中西部地区,采暖用电又一次给电网造成压力,加州人从电力公司收到的圣诞礼物
是停电的威胁。停电对经济和社会的冲击影京人的。
能源巨大消耗的同时,人类又面临着一系列重大的全球性环境问题。其中最主要的
是全球变暖问题、平流层臭氧损耗问题、森林锐减与生物多样性破坏问题、土地荒漠化
问题及淡水资源短缺问题。在这些问题中,前两项与空调制冷行业密切相关。首先是臭
氧层破坏问题。目前大气中的氯原子浓度已达到,预计到年,氯原子在大气
中的浓度将会达到左右,所以即使现在完全停止排放,破坏臭氧层的反应仍
将会持续一个世纪。由此我们不难看出对大气臭氧层危害的严重性。年,
个国家在加拿大签订了《蒙特利尔议定书》,旨在减少消耗臭氧的物质的排放。中国在
年加入该条约,年批准了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》,方案
规定最迟于年淘汰全部,年以前淘汰U庋评浼撂娲腿找嫫
切地摆在中国制冷界的面前。
进入九十年代以来,全球变暖受到了人们的广泛关注。联合国政府间气候变化专门
委员会是由世界各国嗝喙亓煊虻目蒲Ъ易槌傻模瓿闪⒁岳粗羒
年已发表了三次全球气候变化报告,引起各国高度重视。全球变暖对生态系统将产生重
大影响。例如,据估计,气候的变化将致使森林面积由现在的%减少至%,荒地从%的破坏和温室气体浓度的增加。人类燃烧化石燃料产生的。,是温室气体的最主要来源,而人工合成物氯氟烃是重要