家用空调冷凝器的仿真与实验研究
冷凝器温度前馈反馈控制系统设计与仿真
辽宁工业大学开放性实验报告题冷凝器温度前馈- 反馈控制系统设计与仿院(系):专业班级:学号:学生姓名:指导教师:(签字)起止时间:2015.11.19 —2015.11.22辽宁工业大学实验室开放项目任务书2015/2016 学年第一学期注:此表用于申请教学计划外的开放项目,请如实填写,由各院(系)汇总后统办理,报实践教学科一份。
目录第1 章绪论 (1)第2章控制方案介绍 (3)2.1概述 (3)2.2控制原理 (3)2.3实验内容 (4)第3 章系统设计与仿真 (5)3.1 处理延迟环节 (5)3.2 反馈控制系统设计 (6)3.3前馈控制系统设计 (8)第4 章课程设计总结 (11)第1章绪论冷凝器(Condenser) 空调系统的机件,能将管子中的热量,以很快的方式,传到管子附近的空气,大部分的汽车置于水箱前方。
把气体或蒸气转变成液体的装置。
发电厂要用许多冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝;在冷冻厂中用冷凝器来冷凝氨和氟利昂之类的致冷蒸气。
石油化学工业中用冷凝器使烃类及其他化学蒸气冷凝。
在蒸馏过程中,把蒸气转变成液态的装置称为冷凝器。
所有的冷凝器都是把气体或蒸气的热量带走而运转的。
对某些应用来说,气体必须通过一根长长的管子(通常盘成螺线管),以便让热量散失到四周的空气中,铜之类的导热金属常用于输送蒸气。
为提高冷凝器的效率经常在管道上附加散热片以加速散热。
散热片是用良导热金属制成的平板。
这类冷凝器一般还要用风机迫使空气经过散热片并把热带走。
一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽,使蒸汽的体积减小,压力升高。
压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽,使之压力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成压力较高的液体,经节流阀节流后,成为压力较低的液体后,送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽,从而完成制冷循环。
液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后,汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质( 水或空气) 放热,冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化,达到循环制冷的目的。
冷凝器动态性能仿真研究
第26卷第4期2005年7月工程热物理学报JoURNALoFENGINEERINGTHERMoPHYSICSVbl.26.No.4Jul..2005冷凝器动态性能仿真研究王武超赵竞全(北京航空航天大学航空科学与工程学院505教研室,北京100083)摘要本文应用移动边界法[2】(MB)对冷凝器建立了动态仿真数学模型,模型体现了冷凝器内各个相区长度随时间的变化,模型最终可以化为常微分线性方程组的形式,在求解上更为方便且兼顾了仿真的效率和精度,模型可提供冷凝器详细的性能参数;研究了在系统不同的控制参数阶跃情况下冷凝器的动态响应,获得了冷凝器的动态特性,冷凝器的动态特性是冷凝器动态优化设计和编制系统控制规律的基础。
本文中的冷凝器建模方法适合于系统级仿真研究。
关键词冷凝器;数学模型;动态仿真;蒸发循环中图分类号:TB61+5文献标识码:A文章编号:0253—231x(2005)04_0631加4DYNAMICSIMULATIoNoFCoNDENSERⅥ埝NGWh—ChaoZHAOJin分Quan(505FacuJ亡y,Be玎jngunjversjtyofAeronautjcsandAstronautjcs,B幽HJlg100083,(强jna)AbstractInthispaper,anewmoVingboundary[2】(MB)methodwasemployedtodevelopthedynamicsimulationmathematicalmodelofcondenser.Thesimulationmodelreflectsthevariationoflengthofdiff色reIltphaseregionofcondenserduringworking.FinaUy’themodelcouldbesimplifiedtoasetofordinaryderiVativeequation,itcouldbes01vedmoreeasily.ThesiI肌lationmodelisnumericalfastandaccurateandveryrobu8ttothesuddenchangeofcontrolparametersinthevaporcyclesystem.ThispaperstudiedthedynamicresponseofcondeⅡserinthestepchangeofdiⅡ.erentcontrolparameters.Dynamicperformanceisthebauseofoptimumdesignofcondenserandsystemcontr01rules.Keywordscondenser;mathematicalmodel;dynamicsimulation;vaporcyclesystem1前言相变换热器冷凝器/蒸发器建模的方法大致可分为两类:一类是分布参数法,如文献[1]中的方法,这类建模方法计算精度高,但计算效率低,仅适合于部件级的仿真研究;另外一类是集总参数法,集总参数法计算效率高,但是计算精度较差,常用于系统级的仿真建模;文献[2]中所介绍的对相变换热器建模的移动边界法(MB)是一种分布集总参数法,这样的分布集总参数法是将相变换热器各相区的制冷剂物性参数用集总参数表示,相区长度作为状态变量(微分量),使得换热器的各相区长度在系统仿真过程中随时间变化,增加了模型所描述系统的真实性,兼顾了仿真计算的效率和精度。
冷凝器仿真
1
式中, i 为制冷剂侧表面传热系数, o 为空气侧表面传热系数;
Ai 元体,可以认为 效传热面积之比。
Ai 都等于冷凝器管内外有 Ao
如果已知微元体的进出口状态参数, 则可以通过上述微分方程组求的每个微元 体的长度
L
Tr 2 , hr 2
Tr1 , hr1
Ta 2 , ha 2
图 2 微元体示意图
Ta1 , ha1
对任意的微元,可以建立如下的方程组: 空气侧流动换热方程
Qa ma (ha 2 ha1 )
制冷剂侧流动换热方程
Qr mr (hr1 hr 2 )
管内外热平衡方程
Qa Qr
-2-
微元体导热方程
Qr UAi (Trin Tain )
制冷剂侧平均温度
Trin Tr1 Tr 2 2 Ta1 Ta 2 2
空气侧平均温度
Tain
管壁长度
L Ai di
在以上各式中,Q、h、T 和 m 分别代表换热量、焓值、温度、和质量流量,A 为微元体的面积;下标 a 代表空气侧,r 代表制冷剂侧,下标 m 代表平均值, i 代表管内; 漏热系数 根据实验测定一般为 0.8< <1,在冷凝器基本模型中简单取 作均值 0.9;U 代表总表面传热系数,其定义为空气侧和制冷剂侧算术平均温度 之差,计算公式为
i di Gd , Re i i 。
对于两相区,制冷剂侧换热系数 Shah 关联式
TP
0.04 3.8 x 0.75 1 x 0.8 l 1 x 0.35 Pr
式中, TP 为两相区换热系数, l 为单相区的换热系数,x 为两相区干度。 对于空气侧的换热系数,可查阅参考资料[1]第 33 页表 4.1。
微通道冷凝器在家用空调中的对比实验研究
微通道冷凝器在家用空调中的对比实验研究摘要:本文针对一款家用空调单冷机,将一种微通道平行流冷凝器替代原有的铜管铝翅片的冷凝器,并对替换前后的家用空调进行实验研究。
实验结果表明,在相同的迎风面积下,微通道冷凝器的成本可降低20%,微通道冷凝器可使系统制冷量提高1.98%,系统COP提高4.84%,同时制冷剂充注量降低了11%以上。
关键词:微通道冷凝器;家用空调;COP1 前言微通道换热器以其结构轻便、高效紧凑、成本低等优点被广泛应用于汽车空调领域。
对于微通道换热器在家用空调里的应用,国内外学者很早就开始进行研究,而随着空调领域国家的能效标准不断提高,铜的价格居高不下,全铝式的微通道换热器近几年受到家用空调行业的广泛关注和研究。
国外的一些主要家用商用空调厂商均在全力开发以铝制微通道换热器来替代常规铜管换热器的空调产品,国内许多的空调企业和科研机构也对微通道换热器在家用空调中的理论分析及应用进行了一系列的研究。
本文通过对微通道换热器应用于家用空调单冷机进行了实验研究,按现有家用空调冷凝器的尺寸设计相同迎风面积的微通道平行流冷凝器,并替换原有铜管铝翅片式冷凝器,对两套不同冷凝器的家用空调机进行了充注量匹配及系统性能的对比分析研究,为微通道冷凝器在家用空调机上的应用提供参考。
2试验件及实验系统2.1试验件介绍图1 微通道冷凝器结构示意图多流程微通道平行流冷凝器主要由集流管、多孔扁管以及百叶窗式翅片三部分构成,通过钎焊将其焊接到一起,如图1所示。
集流管中插有隔板,将不同根数的扁管分成一个流程,再由不同流程组成冷凝器。
本文研究的多流程微通道平行流冷凝器由34根多孔扁管组成,多孔扁管长宽高分别为510mm×20mm×2mm,冷凝器分成4个流程,从流程1至流程4扁管数依次为12-8-8-6。
制冷剂由上侧入口管流进集管后,分流至第1流程的12根扁管进行流动换热,之后在另一端的集管流出进行汇合,制冷剂重新分配进入第2流程的8根扁管,再依次经过第3流程和第4流程,最终流出冷凝器。
多元平行流式冷凝器的仿真与优化
Ab ta t T ec lu a in mo e fmu t —u i p rl l l w p o d n e sa l h d He t r n fra d f w p r r n e sr c : h a c lt d lo l o i n t aa l —f e o t e c n e s ri e t b i e . a a s n o e o ma c y s s t e l f i h i e e t i ai n o i s e d, mb e t e ea u e r f g r n e ea u e, i o t t e e au e a d ma sf x a e smu n t e d f r n t t far p e a in mp r t r , er e a ttmp r t r ar ul mp r t r n s u r i — f su o t i et l
摘
要 : 建 立 多 元 平 行 流式 冷凝 器 的 计 算 模 型 , 别 对 不 同 风 速 、 境 温 度 、 冷 剂 温 度 、 气 出 口温 度 和 质 量 流 量 下 分 环 制 空
空调冷凝器性能的实验研究
E p rm e t l n e t g to h e f m a e o r c d to ng Con n e x e i n a v s i a i n on t e P ror nc f I Ai— on ii ni de s r
维普资讯
0 年 期 0 第 第。卷 第 。期 )
N . n 0 7 r tl o2 2 V 1 5 o1 i 2 0 foa 2 N .0 , o. ) 3
建 筑 节 能
■ 暖 通 与 设 备
HE TN EN IA I N & E UIME T A I G V T L TO Q P N
O 引 言 随着世 界 经济 的迅 速发 用 空 调 器行 业 得 以迅 猛 发 展 , 品种 迅 速 增 加 , 能 日 性 趋 完善 。 由于我 国年产 空调 器达 到 7 0 0 0多万 台 , 用 使 量 更大 , 空调 的 能耗达 到 了一个 惊人 的数 值 。 因此 , 如
c d sh n t no te x e met g ata dds nn n eo te aa trT e e oma c f ieet o d ne ru u e l e e u c o fh p r n r ei igr g f rmee. h r r n eo df rn n e srho g a mb r u t f i e i i r p sn g a h p pf c t h n
何 提 高制冷 系 统各个 组 成 部分 的性 能 , 使空 调 的 能效 比提高成 为 大家关 注 的课题 。 空 调 换 热 器 是空 调 制 冷 系 统 的重 要 组 成 部 分 之 它性 能 的好 坏 直 接 关 系 到 整个 空 调 器 性 能 的优 劣 。提 高换 热器 的传 热 性 能 和 加 工质 量 对 于 节 省 能
空调冷水系统的仿真数学模型及实验分析
空调冷 水系统 的仿真数学模型及实验分析
张成义 , 孙金鹏 , 朱启振 , 孙 德锋
( 山东电力工程咨询院有限公 司, 山东 济南 2 0 1 5 0 3)
摘要 : 引入 稳 态流体 管 网的解 算 方法 , 立 了翅 片 管表 冷换 热 器、 式换 热 器的 数值 传 热模 建 板
h 一分 支 的附加作 用压 头或 自然循 环作用 力 ;
h = 1 【 (p l …h …h )
,
数及压 降 的计 算式 进行 了总结 ,并 对 它们各 自的优缺 点做 了探讨 。 本文 的工作 是 引入 管 网解算 的基本 方法 ,
利用 空调 系统 中换 热器 中 已有 的经 验关 联式 ,建 立空
调 系统的 节能控 制策略提 供 了参 考。
关键词 :空调 ; 管 网; 仿真 ; 冷水 系统
●
, - _ - _ _ _ _ - - - - - - _ _ - - - - - - - _ _ _ - . - - _ _ _ - - _ - - - _ - _ _ _ _ _ _ I - - - - - - _ _ _ - - - _ _ - - - ● ● ● _ - ● - - _ _ - ●
AG O () 1
C( l 一 F p络图论 的原理 , 1 ] 给出了流体管
网计算和调节的数值计算方法 ; 文献[ 分别建立 了表 2 】
冷器 和风机 盘管 在大温 差下 的性 能方程 ,定 量分 析 了 冷水 大温差 对表 冷器及 风机 盘管性 能 的影 响 ;文 献[】 3 对 国内外翅 片型 表冷器换 热及 压 降关联 式 的研究 进行 了总结 , 并对 不 同翅片表 冷器 的性 能进行 了评价 ; 文献
叉流风冷翅片管冷凝器仿真试验研究
中 图分 类 号 : T H 1 2 ; T B 6 文献标识码 : A d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 5— 0 3 2 9 . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 1 2
S i mu l a t i o n o f a Cr o s s i ng s t r e a m Fi n a nd Tu be Co nd e n s e r
符。
( 4 ) 制冷剂在管内为均相流动 , 无压降 ; ( 5 ) 制冷剂沿管径 向传热 , 换热管沿轴 向及
与其 相邻 翅 片间无 换热 ; ( 6 ) 忽 略翅 片与 换 热 管 间 的接触 热 阻 和管 壁
的导热热 阻 ;
( 7 ) 弯头 处不 与空气 发生 换热 。
2 . 2 物 理模 型 简化
5 8
F LUI D MACHI NERY
Vo 1 . 41, No . 2, 2 0 0 3 2 9 ( 2 0 1 3 ) 0 2— 0 0 5 8— 0 3
叉流风冷翅 片管冷凝 器仿真试验研究
顾 克东 。 吴俊 云
( 1 . 上海海立特种制冷设备有 限公 司, 上海 2 0 0 0 9 0 ; 2 . 上海理工大学 , 上海 2 0 0 0 9 3 ) 摘 要 : 考 虑翅 片管 风冷冷凝器又 流换热实 际情况 , 建立其稳态分布参数模型对其进行仿真研究 , 并 与试 验进行对 比, 仿真结果误差 5 %以 内。仿真结果 表明考虑叉流换热简化假设 比较接近实际 , 仿真 的可信度较高 。
本文 针对叉 流 风 冷 翅 片管 冷 凝 器 , 考 虑 其 叉 流换 热实 际情 况 , 建 立 稳态 分 布 参 数模 型对 其 进 行仿 真研 究 。
家用空调冷凝器的仿真与实验研究
( . nv r t o h n h i o S i c n e h ooy S a g a 2 0 9 , h a 1 U i s y f a g a f ce ea dT c n l ,h n h i 0 0 3 C i ; e i S r n g n
s l ain,a d t e c n rs h w d t a h e u t o x e me t d s lai n h v e s le v i t n t n i mu t o n h o t t o e h t e Fs s f p r n i a s t l e i n a mu t a e t al a ai r d,a d t e saua o h ' l l o e n h il - l
Rerg r to fie ain
C y . S p r o d ro & u ec n .
V0 . No 2 136 .
第3 6卷
第2 期
家 用 空 调 冷 凝 器 的 仿 真 与 实 验 研 究
王金 锋 陶乐 仁 王 永 红 郭建 , , ,
lto a in.
Ke wo d : yo o , o d n e , i la in, x e i n , o m i —c n i o e , e r ea in y r s P rlg C n e s r S mu t y o E pr me t R a r o dt n r R f g r t i i o
t n r s t s . % ~1 % lw rt a e e p r n i e u 7 o l wa 7 2 o e h t x e me t ̄s t h e c n rs e n tae efa ii t d v r c t o e smu n h i l u .T o t t mo srt d t s b ly a ea i t i - a d h e i n yf h
真空冷凝换热性能模拟与实验研究开题报告
真空冷凝换热性能模拟与实验研究开题报告一、选题背景和意义随着人们生活水平的不断提高和环境保护意识的增强,大功率压缩机的使用越来越得不偿失,因此,人们开始研究低功率、低噪声、高效率的换热方式。
在这方面,真空冷凝换热技术备受瞩目。
真空冷凝换热技术是一种利用真空度高的环境与外界进行换热的技术,最早应用于航空领域。
近年来,真空冷凝换热技术因其高效节能、没有噪音、结构紧凑等优点,逐渐广泛应用于冷却器、热泵、制冷机等领域。
本研究将进行真空冷凝换热器的性能模拟与实验研究,旨在探究其换热性能、传热系数、制冷效果等,为开发高效节能的换热技术提供理论和实验依据,并推动其在各领域的应用与推广。
二、研究内容1. 真空冷凝换热器的基本原理通过对真空冷凝换热器的结构和原理进行研究,了解其中的冷却循环系统、蒸发器、压缩机等各个组成部分的作用和关系。
2. 真空冷凝换热器的性能模拟基于传热学和流体动力学的基本理论,在计算机上建立真空冷凝换热器的数值模拟模型,包括换热器内的气体流动、热传递等过程,探究其传热性能、能效等参数,并进行模拟优化。
3. 真空冷凝换热器的实验研究搭建真空冷凝换热器实验平台,利用实验数据验证模拟结果的准确性,并探究换热器的工作状态和性能特点。
4. 结果分析和结论综合模拟和实验结果,分析真空冷凝换热器的传热特性,探究其在实际应用中的优势和局限性,并提出进一步优化和改进的建议。
三、研究方法1. 理论分析法:通过对真空冷凝换热器的原理和基本参数进行理论分析,探究其传热和能效原理。
2. 数值模拟法:建立基于传热学和流体动力学的真空冷凝换热器数值模拟模型,并通过计算机模拟进行参数分析和优化。
3. 实验研究法:利用自主设计的真空冷凝换热器实验平台,对其工作状态、传热性能、能效等参数进行实验研究。
四、预期成果1. 建立真空冷凝换热器的数值模拟模型,并获得模拟结果。
2. 搭建真空冷凝换热器实验平台,获取实验数据。
3. 综合模拟和实验结果,探究真空冷凝换热器的传热特性和能效。
冷凝器建模仿真研究综述
冷凝器建模仿真研究综述谢德林1,郑胜2,田波3,杨珊珊2(1.三峡大学计算机与信息学院;2.三峡大学理学院,湖北宜昌443002;3.中核武汉核动力运行研究所仿真中心,湖北武汉430070)摘要:众所周知,电力在我们生活中起着不可替代的作用,而冷凝器作为电厂关键运行装置之一,其运行性能对电厂安全,稳定及经济地运行有着至关重要的影响。
文章通过选取国内外文献期刊,运用文献分析法,对当下冷凝器建模仿真的研究进行了分析和综述,重点从集总参数建模方法、分布参数建模方法及数值计算仿真方法三个方面进行了梳理和分析,期望为后续的相关研究提供参考。
关键词:冷凝器;建模仿真;综述中图分类号:TL331文献标识码:A文章编号:1673-1131(2019)02-0176-020引言电力工业作为我国国民经济的重要组成部分,与社会经济发展有着密切的联系。
冷凝器作为电厂运行装置的关键系统之一,其运行性能对电厂的安全性、经济性及稳定性有着极为重要的影响。
不同的冷凝器内部结构不一,换热特性很复杂,运行特性也具有很大的差异。
不仅如此,在冷凝器热力计算过程中,使用经验公式的现象非常普遍,造成了冷凝器建模仿真研究中的不确定性,同时给电厂经济安全运行留下了隐患。
本文将建模仿真方法分为三类,进行了梳理和分析,以期为后续的相关研究提供参考。
1冷凝器建模仿真特点冷凝器广泛地应用于化工、炼油、交通、城建等生产技术领域。
由于应用场景不一,冷凝器的种类非常丰富,如图1[1]是电厂水冷式冷凝器的结构简图。
冷凝器主要可分为壳侧和管侧两个部分。
壳侧主要接收汽轮机排出的乏汽;管侧则是作为冷却工质的水。
正常运行时,汽轮机排汽通过入冷凝器入口进入凝汽器,蒸汽与金属管直接接触,由于冷却水温度较低,且金属导热性能强,蒸汽的热量被冷却水带走。
热量被带走的同时蒸汽迅速凝结为水。
由于水的比体积小于蒸汽的比体积,冷凝器的压力相应地降低,可为汽轮机提供一个良好的排汽背压。
《烟气冷凝器的设计模拟与实验研究》范文
《烟气冷凝器的设计模拟与实验研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,烟气排放问题日益严重,烟气冷凝器作为一种重要的烟气处理设备,其设计和性能直接关系到环境保护和工业生产效率。
因此,对烟气冷凝器的设计模拟与实验研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文将就烟气冷凝器的设计模拟和实验研究进行深入探讨。
二、烟气冷凝器设计模拟1. 模型建立在设计模拟阶段,首先需要根据烟气冷凝器的实际工作原理和要求,建立合理的物理和数学模型。
模型应包括烟气的流动、传热、传质等过程,以及冷凝器的结构、材料、尺寸等参数。
通过建立模型,可以预测冷凝器的性能,为后续的优化设计提供依据。
2. 参数优化在模型建立的基础上,通过改变冷凝器的结构参数、操作参数等,对冷凝器的性能进行优化。
优化目标主要包括提高冷凝效率、降低能耗、提高设备使用寿命等。
通过模拟实验,可以找到最佳的参数组合,为实际设备的制造和运行提供指导。
三、烟气冷凝器实验研究1. 实验装置与材料实验研究需要搭建实验装置,包括烟气发生装置、冷凝器、测量仪器等。
同时,需要选择合适的材料,如冷凝器的结构材料、传热介质等。
在实验过程中,需要严格控制实验条件,确保实验结果的准确性。
2. 实验方法与步骤实验方法主要包括烟气发生、冷凝过程、性能测试等步骤。
首先,通过烟气发生装置产生一定流量和成分的烟气。
然后,将烟气引入冷凝器,观察烟气的流动和冷凝过程。
最后,通过测量仪器对冷凝器的性能进行测试,包括冷凝效率、能耗等。
3. 实验结果与分析根据实验数据,对冷凝器的性能进行分析。
首先,比较模拟结果和实验结果的差异,分析原因并改进模型。
其次,分析冷凝器的性能随结构参数、操作参数的变化规律,为优化设计提供依据。
最后,对冷凝器的实际应用进行评估,包括设备成本、运行成本、环保效果等。
四、结论与展望通过设计模拟和实验研究,我们可以得出以下结论:1. 烟气冷凝器的设计模拟与实验研究对于提高设备性能、降低能耗、保护环境具有重要意义。
冷凝器模拟
对两相区
3.8 x (1 − x) 0.8 = a1 (1 − x ) + 0.38 Pr
0.76 0.04
aTP
空气侧换热系数
形式 平直形 开缝= 0.982 Re 0.424 d3
−0.0887
Ns 2 d 3
−0.1590
s Nu = 0.772 Re 0.477 d3
−0.3637
Ns 2 d 3
−0.2170
Nu = 0.687 Re
Nu = 0.274 Re
0.4518
s d3
−0.0935
Ns 2 d 3
管内外热量平衡方程
Q a = ξQ r
ξ
为一实验系数,为0.8至1之间
微元导热方程
Qr = UAi (Trm − Tam )
制冷侧平均温度
T rm = (T r1 + T r 2 ) / 2
空气侧平均温度
Tam = (Ta1 + Ta 2 ) / 2
管长
Ai L= πd i
U为总表面传热系数
−0.1990
0.556
s d3
−0.202
Ns 2 d 3
−0.03720
Nu s为翅片间距,s2为沿空气流动方向管间距,d3为翅根直径,N为管排数, = ai d 3 / λ
流程图
开始 输入已知条件 假设制冷剂出口焓
出口过冷
过冷区长度 两相区长度
冷凝器模拟
冷凝器功能
• 在制冷系统中,在制冷模式下是将系统产
生和吸收的热量排放到高温环境中去的一 个换热器装置,在制热模式下是将热量排 放到用热空间去的换热装置
家用空调冷凝器的仿真与实验研究
数;
( 7 )空气和制冷剂在各点的参数和流量不随
时间变化 ;
(8)空气在管外流动时不考虑横向掺和 ;
(9)忽略制冷剂在弯头处的热交换 ,只考虑
弯头处的流动阻力 。
2. 2 数学模型
为了建立热平衡方程 、质量平衡方程和压力
平衡方程 ,首先要选取微元段 ,微元段选取如图 1
所示 。图 2为微元参数示意图 ,图中的 dx值为翅
片间距的整数倍 , dy为管排间距 。
根据微元参数示意图 ,建立微元热平衡方程
和压力平衡方程如下 :
(1) 制冷剂热平衡方程 :
hrM r + dq = ( hr + dhr ) M r
(1)
式中 : dq - 微元换热量 ,W ;
M r - 微元制冷剂质量流量 , kg / s;
dhr - 微元制冷剂进出口比焓差 , J / kg。
1 引言
对家用空调冷凝器的仿真研究 ,可以辅助实 验进行冷凝器性能研究及新产品的开发 ,对在较 短的时间内设计 、制造出高效 、低成本的产品有着 重要意义 。二十世纪 80年代以来 ,众多学者为仿 真技术在制冷领域的应用做出了不懈的努力 , Chi 建立了冷凝器仿真的单结点模型 [ 1 ] , Anand建立 了多结点模型 [ 2 ] , Nozu建立了分区模型 [ 3 ] 。在国 内 ,朱瑞琪等建立了制冷系统的多输入多输出模 型 [ 4 ] ,丁国良 、张春路研究了系统仿真所用的动 态和稳态模型 ,并把人工神经网络应用于冷凝器 的仿真 中 , 在 中 国 率 先 提 出 了 智 能 仿 真 的 概 念 [ 5, 6 ] 。近年来越来越多的学者采用分布参数法
3 仿真结果的实验验证
3. 1 仿真结果的实验验证 在搭建的实验系统 [ 9 ]上进行实验研究 ,对仿
电气柜空调系统仿真与实验研究
电气柜空调系统仿真与实验研究吴俊云1,郭明珠1,方亮1,顾克东21. 上海理工大学能源与动力工程学院,上海市杨浦区 2000932. 上海海立特种制冷设备有限公司,上海市杨浦区 200093摘要:本文针对上海海立特公司生产的电气柜空调器实际的结构特点,作出接近实际的假设,考虑两器的叉流换热,对电气柜空调器进行系统稳态仿真,仿真结果与用相应的实验数据较为吻合,对于电气柜空调系统的优化匹配和其系统性能的改善具有很好的指导意义。
关键词:电气柜空调器系统仿真优化Simulation of the Cabinet Air Cooler WU Junyun1,GUO Mingzhu1,FANG Liang 1,GU Ke-dong21. Univ. of Shanghai for Science and Technology,shanghai 200093,China2. Shanghai Highly Automatic Electric Co., Ltd., Shanghai 200090,ChinaABSTRACT: In this paper, the control cabinet air cooler system of HAILITE is steadily simulated with a scientific hypothesis and considering crossingstream heat exchanger. The experimental results fit the simulation ones very well. The performance of the cabinet air cooler system can be optimized and improved on this base.Key Word: control cabinet air cooler, system simulation, optimization0 引言电气柜专用空调器(简称电气柜空调器或控制柜空调器、机柜空调器,如图1所示)是一种专为电气柜内部提供理想温湿度环境的工业空调器,电气柜空调器既解决了电气柜内部对温湿度的要求,又隔离了外界环境中的灰尘和腐蚀性气体。
冷凝器换热模型与仿真_周伟
收稿日期:2002-12-12基金项目:山东省重大科技攻关项目资助(011150105).作者简介:周伟(1978-),男,山东日照人,山东建筑工程学院,硕士,研究方向:热泵与制冷机仿真.文章编号:1003-5990(2003)01-0018-05冷凝器换热模型与仿真周伟,曲云霞,方肇洪(山东建筑工程学院地源热泵研究所,山东济南250014)摘要:提出了水—水热泵机组冷凝器的稳态仿真模型;根据制冷剂的三种可能的存在状态将冷凝器的换热分为三个串联换热器的换热。
针对一新型复合套管冷凝器编制了稳态传热仿真程序,利用该仿真程序分析讨论了冷却水入口温度和流量对冷凝器传热性能的影响。
该仿真程序可模拟计算出冷凝器内温度分布和换热量,也可根据给定的设计工况确定换热面积,可用作整个热泵传热模拟和设计软件的一个组成部分。
关键词:制冷;热泵;冷凝器;传热;仿真;系统匹配中图分类号:TK124 文献标识码:AModeling and simulation of the heat pump condenserZHOU Wei ,QU Yun -xia ,FANG Zhao -hong(The Ground Source Heat Pump Research Center ,Shandong University of Architecture and Engineering ,Jinan 250014,China )A bstract :A steady -state heat transfer model for a condenser of water -water heat pumps is presented ;the con -denser is analyzed as three heat exchangers connected in series that correspond to the three phases of the refrig -erant in this model .A simulation program for a new -type tube -in -tube c ondenser has been developed on basis of this model ,which can be used to predict the performance of the c ondenser under different operating c ondi -tions and to size the c ondenser according to certain design criteria .Key words :refrigeration ;heat pump ;condenser ;heat transfer ;simulation ;system matc hing0 引言 随着我国经济的迅猛发展,制冷空调产业得到了蓬勃发展。
空调冷热源系统综合虚拟仿真实验的心得体会
空调冷热源系统综合虚拟仿真实验的心得体会经过连续两周的仿真实习,我们练习了离心泵、换热器、液位的控制、精馏塔的冷态开车、正常停车以及相应事故处理的仿真。
通过这次仿真实习基本单元操作方法;增强了我对工艺过程的了解,进而也更加熟悉了控制系统的设计及操作。
让我对离心泵、换热器、精馏塔等有了更深刻的了解和认识。
通过本次的化工仿真实习收获颇多,对工艺流程、控制系统有了一定的了解,基本掌握了开车、停车等的规程。
开始接触化工仿真软件时,感觉很迷漫也很好奇,在后来的实习过程中我首先仔细阅读了课本上实习的具体流程,基本明白了操作的规程。
特别是在练习精馏塔单元等复杂的化工过程的时候,我觉得应该:(1)要仔细认真的阅读课本上相应的流程操作,对每一步操作都应该要有所领会、理解,因为过程的熟悉程度在操作中使至关重要的。
过程不够熟悉也许会误入歧途,错误的操作,最后事倍功半,也不能很好的掌握所需学习的内容。
(2)面对一个复杂的工艺过程时,如果不能事先了解到它们的作用和相应的位置,以及各自开到什么程度,在开车时我们可能会手忙脚乱,导致错误的操作,因此,在开车前最重要的准备工作就是熟悉整个的工艺过程。
(3)在开车后的操作中一定要有耐心,不能急于求成。
无比达到每一步的工艺要求之后,才能进行下一步的操作,否则可能造成不可挽回的质量错误。
因此在面对一个工艺流程,必须要了解这个工艺流程的作用是什么,要达到怎样的目的,了解流程中的各个环节,是如何进料的,操作条件又是如何,要达到什么样的要求。
只有这样我们才能更好的学习或掌握所练习的学习内容。
总之,通过二周的仿真实习,我明白了许多,同时也懂得了许多,在操作过程中对每一步工艺操作都要耐心的完成,要达到规定的要求,不能急于求成,否则会事倍功半。
要不断的吸取失败的教训,虚心向老师和优秀的同学请教,总结经验。
此外,在以后的学习和生活中,要更加刻苦、努力的学习自己的专业知识,夯实基础、扩大自己的知识面,从而在以后的工作或生活中,更好的为我所用,为以后踏上工作岗位打下基础!。
基于热力系统动力学的冷凝器动态仿真建模_李大鹏
dH sh = Ash A sh ( H ``- H ( 2) sh ) dt csh 为壳侧介质比热容。 传热管内介质热平衡方程为 dH w cw = A1 A 1 ( H ` ` - H ( 3) w ) - A 2A 2 ( H w - H 2) dt cw 为传热管内介质的比热容 , A2 A 2 为蒸汽与传热管的传热系 csh 数, H 冷却水热 平衡方程为 2 为冷却水平均温度。 dH A2A 2 2 = (H w - H 2 ) dt c2
第 23 卷
第 08期
计
算
机
仿
真
2006 年 08 月
文章编号 : 1006 - 9348( 2006) 08 - 0060 - 04
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Study on sim ula tion and exper im en t of room a ir cond itioner conden ser
W ang J infeng1 , Tao L eren1 , W ang Yonghong2 , Guo J ian1 (1. University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China;
低温与超导 第 36卷 第 2期
制冷技术 R efrige ra tion
Cryo. & Supercond. Vol. 36 No. 2
家用空调冷凝器的仿真与实验研究
王金锋 1 ,陶乐仁 1 ,王永红 2 ,郭建 1
(1. 上海理工大学动力学院低温研究所 , 上海 200093; 2. 特灵空调系统 (江苏 )有限公司上海分公司 , 上海 200001)
2 冷凝器模型建立及仿真程序的开 发
冷凝器模型采用分布参数法建立 ,即把制冷 剂管道分成若干微元段 ,用上一个微元段的出口
收稿日期 : 2007 - 12 - 03 基金项目 :上海市重点学科建设项目 ( T0503)资助 。 作者简介 :王金锋 (1976 - ) ,女 ,博士研究生 ,主要从事制冷 、强化传热等研究 。
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制冷技术 Refrigeration 第 2期
参数作为下一个微元段的入口参数 ,对一个微元
段而言 ,管内外定性温度是未知的 ,故先假定微元
出口参数 (例如 ,在单相区假定制冷剂或空气的
出口温度 ,在两相区假定微元制冷剂出口干度 ) ,
根据微元进口参数 (温度 、压力 、干度 ) ,经过多次
摘要 :为了缩短对家用空调冷凝器的性能研究时间和开发新产品的周期 ,开发了冷凝器仿真程序 。利用分布 参数模型对家用空调冷凝器进行仿真计算 ,并设计建立了冷凝器实验装置 ,对仿真结果进行实验验证 。对冷凝器 进行了在不同风速 ,不同冷凝温度下的实验 ,进行分析得到实验结果 。并将其与仿真程序的计算结果进行了比较 。 通过比较证明了仿真结果和实验结果总体变化趋势一致 ;在相同工况下 ,模拟换热量的数值比实验换热量要低 7. 7% ~12% ;由此验证了仿真程序的可行性 。
数;
( 7 )空气和制冷剂在各点的参数和流量不随
时间变化 ;
(8)空气在管外流动时不考虑横向掺和 ;
(9)忽略制冷剂在弯头处的热交换 ,只考虑
弯头处的流动阻力 。
2. 2 数学模型
为了建立热平衡方程 、质量平衡方程和压力
平衡方程 ,首先要选取微元段 ,微元段选取如图 1
所示 。图 2为微元参数示意图 ,图中的 dx值为翅
2. Trane Company in China, Shanghai 200001, China) Abstract: Room air conditioner condenser simulation p rogram is accomp lished to shorten the performance research time and the cycle of develop ing new p roduct. To make simulation of condenser, condenser model is constructed by distributed parameter model. The experiment device on condenser have been designed and built to verify the simulation. A series of experiments have been finished, and the experiment data have been analyzed to get result. The result of experiment has been contrasted with the simulation, and the contrast showed that the results of experiment and simulation have the same variation trend, and the simula2 tion result was 7. 7% ~12% lower than the experiment result. The contrast demonstrated the feasibility and veracity of the simu2 lation. Keywords: Pyrology, Condenser, Simulation, Experiment, Room air - conditioner, Refrigeration
(2)制冷剂压力平衡方程 :
Pr = ( Pr + dPr ) +ΔPr
(2)
式中 : △Pr - 微元制冷剂流动阻力 , Pa; dPr - 微元制冷剂进出口压力差 , Pa。
(3)空气热平衡方程 :
haM a = ( ha + dha ) M a + dq
(3)
式中 : M a - 微元空气质量流量 , kg / s;
片间距的整数倍 , dy为管排间距 。
根据微元参数示意图 ,建立微元热平衡方程
和压力平衡方程如下 :
(1) 制冷剂热平衡方程 :
hrM r + dq = ( hr + dhr ) M r
(1)
式中 : dq - 微元换热量 ,W ;
M r - 微元制冷剂质量流量 , kg / s;
dhr - 微元制冷剂进出口比焓差 , J / kg。
规律 ,对于计算结果分析得到的结论是准确的 ,对 实际工程应用具有指导意义 。
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制冷技术 Refrigeration 第 2期
还存在径向运动 ,径向运动无疑就是增加了扰动 , 使传热效果增强 ;计算中没有考虑空气在管外流 动的横向掺和 ,而实际上是存在横向掺和的 ,横向 掺和增加了管外空气的流动扰动 ,强化了空气侧 的换热效果 。
3 仿真结果的实验验证
3. 1 仿真结果的实验验证 在搭建的实验系统 [ 9 ]上进行实验研究 ,对仿
第 2期 制冷技术 Refrigeration
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真结果进行验证 。被测的冷凝器置于环境工况 室 。对工况室进行温湿度调节控制冷凝器进风的 温湿度 ;进风风速由风机控制 。制冷剂的进出口 压力降是根据进出口压力计算得到 ;热平衡误差 是通过比较制冷剂侧和空气侧的换热量得到 ;通 过制冷剂进出口温度 、压力测量 ,计算制冷剂进出
根据实验的进口参数条件 ,利用冷凝器的仿
真程序进行计算 ,将结果与冷凝器的实验数据处
理结果进行比较 ,将结果绘制成不同冷凝温度时
模拟换热量与实验换热量比较图 ,见图 4至图 7。
由图可以看出实验数值与计算数值总体规律
一致 ,但数值上存在一定的偏差 。换热量计算数
据比实验得到的数据都偏低一些 。在同种工况
1 引言
对家用空调冷凝器的仿真研究 ,可以辅助实 验进行冷凝器性能研究及新产品的开发 ,对在较 短的时间内设计 、制造出高效 、低成本的产品有着 重要意义 。二十世纪 80年代以来 ,众多学者为仿 真技术在制冷领域的应用做出了不懈的努力 , Chi 建立了冷凝器仿真的单结点模型 [ 1 ] , Anand建立 了多结点模型 [ 2 ] , Nozu建立了分区模型 [ 3 ] 。在国 内 ,朱瑞琪等建立了制冷系统的多输入多输出模 型 [ 4 ] ,丁国良 、张春路研究了系统仿真所用的动 态和稳态模型 ,并把人工神经网络应用于冷凝器 的仿真 中 , 在 中 国 率 先 提 出 了 智 能 仿 真 的 概 念 [ 5, 6 ] 。近年来越来越多的学者采用分布参数法
4 小结
图 5 冷凝温度 46℃时模拟换热量与实验换热量比较 Fig. 5 Comparison between simulation and experiment when Tc = 46℃
在稳态基础上利用分布参数模型开发了冷凝 器的仿真程序 ,并且在搭建的冷凝器实验系统上 进行了冷凝器的仿真实验 。经过多次实验得到一 系列的数据 。通过图表分析可知 ,仿真结果与实 验数据结果变化规律相同 ,而且误差在工程允许 的范围内 。所以 ,此项研究具有一定的实际意义 和工程应用价值 。此仿真程序可以辅助实验进行 冷凝器的性能研究 ,和直接实验研究相比可以大 大节省时间 。下一步需要进行的是对仿真结果进 行一定的修正 ,并进行多方面的验证 ,以期能够得 到具有更广泛应用的仿真软件 。
dha - 微元空气进出口比焓差 , J / kg。
(4)微元总热平衡方程 :
dhr ·M r = Cpa ·dTa ·M a
(4)
式中 : Cpa - 空气的定压比热 , J / ( kg·K) ;
dTa - 微元空气的进出口温差 , K。
图 1 微元选取示意图 Fig. 1 Schematics of m icro - element selection
建模对冷凝器进行研究 [ 7, 8 ] 。 大多数专著着眼于仿真实现的技术问题 ,实
验验证的相对较少 。本文利用分布参数法建立了 冷凝器的模型 ,用 Labview开发稳态的仿真软件 , 并自行设计 、安装 、调试了冷凝器的实验装置 ,通 过调节系统的风速 ,得到一系列参数随风速变化 的实验数据 ,并与仿真结果进行对比 ,检验了模型 的可用性和准确性 。
图 6 冷凝温度 48℃时模拟换热量与实验换热量比较 Fig. 6 Comparison between simulation and experiment when Tc = 48℃