文档介绍：喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院蒸汽喷射式制冷是一种以热能为动力的制冷方式。与溴化锂吸收式制冷机相类似,都是依靠热能而工作的,但蒸汽喷射式制冷机只用单一物质为制冷剂。虽然从理论上谈可应用一般的制冷剂,如氨、***利昂等,但到目前为止,只有以水为制冷剂的蒸汽喷射式制冷机得到实际应用。当用水为制冷剂时所制取的低温必须在 0 ℃以上, 故蒸汽喷射式制冷机目前只用于空调装置或用来制取某些工艺过程需要的冷媒水。喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院蒸汽喷射式制冷循环工作原理如图 。蒸汽喷射式制冷循环基本工作过程是:锅炉 A提供的高温高压水蒸汽称为工作蒸汽。工作蒸汽被输送至蒸汽喷射器(主喷射器),在喷嘴 B中绝热膨胀并迅速降压而获得很大的流速(1000m /s以上);在蒸发器 E中由于制取冷量 Q0而汽化的水蒸汽被引入喷射器的混合室 C中,与绝热膨胀后的高速工作蒸汽混合,一同进入扩压管 D。混合蒸汽在扩压管中将速度能转变为压力能二被压缩到相应的冷凝压力 pk然后进入冷凝器 H向环境介质放出热量 Qk。由冷凝器引出的凝结水分为两路,一路经节流器 I节流降压至蒸发压力 p0后在蒸发器 E 中汽化吸热,另一路经凝水泵 F送回锅炉继续加热循环。喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院蒸汽喷射式制冷利用制冷剂在低压下的相变汽化吸热来制取冷量,与其他制冷循环相比,具有如下特点: 1)蒸汽喷射式制冷机的设备结构简单,金属耗量少,造价低廉,运行可靠性高,使用寿命长,一般不需要备用设备。 2)制冷系统操作简便,维修量少。 3)蒸汽喷射式制冷循环耗电量少,特别适用于有较多工业余汽的场合,能节约能源。蒸汽喷射式制冷循环的特点喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院 4)蒸汽喷射式制冷以水作为制冷剂,根据需要可使制冷剂与载冷剂合为一体,或者采用开式循环形式。由于水具有汽化潜热大,无毒等优越性,所以系统安全可靠。 5)用水作为制冷剂制取低温时受到水的凝固点的限制。为了获得更低的蒸发温度 t0,正在研制以氨、***利昂为制冷剂的蒸气喷射式制冷机。另外将蒸汽喷射器与活塞式制冷压缩机、吸收式制冷压缩机等串联,用以作为低压机,也能获得较低的蒸发温度 t0。 6)蒸汽喷射器的加工精度要求较高,循环中的工作蒸汽消耗量较大,制冷循环效率较低。这一切都限制了蒸汽喷射式制冷的实际应用。喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院太阳能喷射式制冷系统喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院蒸汽喷射泵主要由工作喷嘴、混合室及扩压管三部分组成, 其基本结构见图 1。在结构上,工作喷嘴采用了缩放喷嘴的结构形式, 这种结构可以在其出口获得超音速气流。在混合室与扩压管之间还设有一段等截面的喉管, 其作用是使工作蒸汽和被抽吸气体充分混合, 以减少突然压缩损失和余速动能的损失。喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院工作过程膨胀增速阶段 p点截面到 2点截面为工作蒸汽在工作喷嘴内的膨胀增速阶段。较高压力的工作蒸汽在工作喷嘴入口 p点处以低于声速的气流速度进入蒸汽喷射泵的工作喷嘴。在工作喷嘴的渐缩段流动时, 其压力不断减小, 速度不断增加。在工作喷嘴的喉部( 最小截面处, 1 点) , 气流速度达到音速, 即马赫数等于 1。工作蒸汽在进入工作喷嘴的渐扩段后,压力进一步下降, 气流速度进一步增加, 达到超音速状态, 在工作喷嘴出口截面处, 工作蒸汽的气流速度可达 900~ 1200m / s 。喷射式制冷中南大学能源与科学工程学院混合阶段 2点截面到 3点截面为工作蒸汽与被抽吸气体的混合阶段。工作蒸汽在工作喷嘴出口截面处所形成的高速气流会在工作喷嘴出口附近形成低压区域, 压力相对较高的被抽吸气体就会在压力差的作用下, 被吸入到混合室。被抽吸气体在 e点被吸入抽气器, 从e点流动到 3点的过程中, 速度不断增加, 压力在 e点到 2 点段不断下降到工作蒸汽在工作喷嘴出口截面处( 2 点) 的压力。此后在混合室段和喉管前段( 2 到4) 混合物的压力就一直保持恒定值, 即P2 = Ps = P3 = P4 。在混合室的前段( 2 到s), 工作蒸汽与被抽吸气体开始混合。在高速工作蒸汽流的携带作用下, 被抽吸气体的速度不断增加并达到超音速状态(在s点截面处达到音速)。而工作蒸汽因此速度不断下降, 在混合室的后段( s 到3) 的某一截面处工作蒸汽与被抽吸气体的流动速度达到相等, 之后保持恒定。在混合室的后段( s 到3) , 工作蒸汽与被抽吸气体充分混合, 混合物的压力在其进入喉管时已保持恒定。这里需要特别说明的是 s点截面的位置并不是固定的, 而是随着抽气器运行条件的变化而变化的。