[發明專利]一種跨臨界CO2制冷循環中噴射器的擴壓室效率的評價方法

有效

• 申請號: 201410755616.X
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104504252A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 黃惠蘭;李剛;韓美健
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 劉小萍

技術領域

本發明涉及一種噴射器的擴壓室工作效率的評價方法，尤其是涉及一種跨臨界CO₂制冷循環中噴射器的擴壓室效率的評價方法。

背景技術

由于能源緊張以及環境污染嚴重，尋求各種環境友好型、可持續型能源，發展節能技術事在必行。CO₂以其獨特的熱物理性質和環境友好性能受到很多學者的重視。然而，由于其臨界溫度只有31.1℃，由其構成的跨臨界循環系統的高低壓兩側的壓力差將達到7MPa，而且過熱損失和節流損失都比較大。其中，如何減少系統節流損失成為提高CO₂制冷系統的性能系數(COP)的一個重要研究內容。

國內外學者通過理論分析和實驗驗證，提出運用噴射器可以減少膨脹過程的節流損失，回收部分壓力能。而且噴射器具有結構簡單、成本低、無運動部件、適應兩相流工況等優點。目前，許多學者對CO₂蒸氣壓縮/噴射制冷循環進行了一些理論分析研究，得出理論上系統性能系數COP比簡單循環提高了20％以上。

大多研究者分析時，假設在噴射器中，理想循環過程與實際循環過程的噴射器擴壓室出口壓力相同；然而在噴射器內部存在復雜的紊流混合過程、摩擦損失和出現壅塞現象等因素，實際循環過程噴射器擴壓室出口壓力與理想循環過程噴射器擴壓室出口壓力會有所不同。因此，傳統基于理想循環過程與實際循環過程的噴射器擴壓室出口壓力相同條件下所作的評估跨臨界CO₂制冷循環中噴射器的擴壓室效率評估結果就不夠可靠。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種跨臨界CO₂制冷循環中噴射器的擴壓室效率的評價方法，通過利用壓力系數來評價噴射器的擴壓室效率，能夠更合理更準確的評價噴射器內部復雜的紊流混合過程，確定出摩擦損失和壅塞現象對擴壓室工作效率的影響。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為：

本發明跨臨界CO₂制冷循環中噴射器的擴壓室效率的評價方法，所述的噴射器主要包括噴嘴、擴壓室和混合室，該評價方法包括如下操作步驟：

1)先忽略噴射器進出口流體動能，忽略引射流體在引射噴嘴內的壓力降，假設混合室內為等壓混合過程；

2)然后采用如下步驟得到壓力系數：

a.輸入噴嘴進口的溫度T₁、壓力p₁，蒸發器溫度T₂以及噴嘴效率h_p；

b.通過制冷物性參數軟件refprop8.0查詢噴嘴進口焓值h₁＝h(T₁,p₁)、熵值S₁＝S(T₁,p₁)，噴嘴的理想出口焓值h_2s＝h(T₂,S₁)和引射流進口飽和蒸汽焓值h₃＝h(T₂)；

c.依次計算噴嘴的實際出口焓值h₂＝h₁-h_p(h₁-h_2s)和實際出口流速u2=2(h1-h2);]]>

d.預設噴射系數μ的初值，依次計算

擴壓室進口流速u₅＝u₂/(1+μ)，噴射器出口焓值h₆＝(h₁+h₃*μ)/(1+μ)，擴壓室進口焓值h₅＝h₆-(u₅)²/2；