【摘 要】
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采用非共沸混合物作为制冷工质的内复叠制冷循环以其系统结构简单、制冷温区广等特点,日益受到了研究者的关注和青睐.特别是-60℃~-120℃温区的环境在能源、军工、医疗、生物
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采用非共沸混合物作为制冷工质的内复叠制冷循环以其系统结构简单、制冷温区广等特点,日益受到了研究者的关注和青睐.特别是-60℃~-120℃温区的环境在能源、军工、医疗、生物等方面得到了越来越广泛的应用.该文采用精馏塔作为气液分离装置,对非共沸混合工质内复叠制冷循环进行了理论和实验研究.首先,该文综述了混合工质制冷循环在国内、国外的发展和应用,并在对不同种制冷循环在制取-60℃~-120℃温区时的可行性和经济性等进行分析比较的基础上,提出了带精馏装置的内复叠制冷循环.第二,根据所需达到的温度要求,选择合适的制冷剂组元R22和R13组成非共沸混合物R22/R13,并采用MBWR方程分析和计算混合物的气液平衡特性和工质的热力性质.第三,在已知混合物热力性质的基础上,对该循环进行热力分析计算,分析了工质不同配比、系统吸气温度和冷凝温度等对循环性能的影响.并求解循环不同状态点在设计工况下的状态参数.第四,根据理论计算的结果,设计选择了系统所需的设备和辅助配件,尤其是详细论述了精馏塔的精馏过程原理和理论模型,设计自制了精馏塔.最后,搭建了实验台,并根据需要测量了不同工作条件下各状态点的参数.系统顺利实现了-70℃的低温箱温度,且在此温度下获得了6.5W的冷量.同时根据测量数据分析了混合工质配比、低温箱内温度等对制冷量、循环cop等性能的影响.实验结果验证了理论分析的正确性,同时也通过比较,提出了该系统在设计和运行中存在的一些问题,有待于在后续的研究工作中进一步不断完善.
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