個(gè)人網(wǎng)站設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 制冷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

《個(gè)人網(wǎng)站設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 制冷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《個(gè)人網(wǎng)站設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 制冷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（59頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 個(gè)人網(wǎng)站設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 制冷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 導(dǎo)讀：就愛(ài)閱讀網(wǎng)友為您分享以下“制冷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文”的資訊，希望對(duì)您有所幫助，感謝您對(duì)92to 的支持! Effect of hot water temperature Figure 3 shows the effect of the temperature of the hot water on the coefficient of performance (COP). It is clear that the two-stage LiBr absorption refrigeration cannot be opera

2、ted if the outlet temperature of the LiBr aqueous solution, Th4 or Tl4, in the HP generator and LP generator is below 58°C, under the condition when the temperature of chilled water is 7°c and that of the condenser cooling water is 32°c. If the temperature difference between the inlet temperature of

3、 the hot water and the outlet temperature of the LiBr aqueous solution, Th4 or T14, in the HP generator and LP generator is assumed to be 15°C, then a two-stage LiBr/H20 absorption refrigeration system cannot be operated when the temperature of the hot water Thi, is under 73 °C. The COP of a two-sta

4、ge LiBr/H20 absorption refrigeration system increases with the temperature of the hot water, but when the temperature Thi, is above 87 °C, or Th4 and T14 are above 72 °C, the increase of COP is very small. Because the heat loss increases when the temperature of the heat source, Thi, is increased, th

5、e temperature of the heat source Thi above 87 °C is not advantageous for a two-stage LiBr/H20 absorption refrigeration system. Figure 3 shows that the best temperature range of the heat source is between 75 °C and 87 °C for a two-stage LiBr/H20 absorption refrigeration system. Effect of chilled wate

6、r temperature, Tch o The influence of different chilled water temperature Tcho on the COP of a two-stage LiBr/H20 absorption refrigeration system is shown in Figure 4. A two-stage LiBr/H20 absorption refrigeration system is more suitable for supplying chilled water of over 9 °C for air conditionin

7、g or other applications. If the temperature of the chilled water is under 7 °C, the COP is very small when the temperature of the cooling water is 32 °C. Effect of the temperature of cooling water, Twi The temperature of the condenser cooling water, Twi, is one of the factors affecting the COP of

8、a two-stage LiBr/H20 absorption refrigeration system. The COP of a two-stage LiBr/H20 absorption refrigeration system decreases with increase of the temperature of the cooling water (Figure 5). Comparison with preliminary experimental results Preliminary experimental results for a two-stage LiBr

9、 absorption refrigeration system were obtained on a 6 kW experimental prototype, whose schematic is identical to that shown in Figure 1. The design parameters as were listed in Table 1. From Figure 6, as compared with the preliminary experimental results, the COP obtained from the theoretical anal

10、ysis is 10-13% larger. It is believed that the main reason for this might be that heat losses were ignored in the analysis. After adding these heat losses, the computed results are in good agreement with the experimental results, as indicated by the dashed line in Figure 6. Other possible reasons fo

11、r the discrepancy might be in part due to some assumptions in the calculation, which could however be identified when sufficient experimental data are available. Temperature differences in various heat exchangers were also in agreement with those used in the theoretical analysis. The comparison

12、with the preliminary experimental results indicated that the theoretical analysis for such a two-stage LiBr/H20 absorption system could represent the real system with a reasonable accuracy. This analysis is expected to be further improved with more available experimental data from continued experime

13、ntal work. Nevertheless, the analysis presented is useful in understanding the complex heat and mass transfer taking place in a two-stage 38 absorption refrigeration system, and in system design in order to achieve the maximum system efficiency. Conclusions The theoretical analysis for a tw

14、o-stage LiBr/H20 absorption refrigeration system driven by a low temperature source is presented, and the analysis results are compared with the preliminary results from a 6 kW experimental prototype. It is concluded that the analysis can represent a real system with a reasonable accuracy and is use

15、ful for future research development work of two-stage absorption refrigeration machines. While the experimental work is continuing, the theoretical analysis presented will be subject to further experiment validation. Figure 5 The effect of cooling water temperature on COP 39

16、Figure 1 Schematic description of a two-stage absorption refrigeration system: C, condenser; Gh, high-pressure generator; Ah, high-pressure absorber; Gb low-pressure generator; At, low-pressure absorber; E, evaporator; HEXL, low-pressure solution exchanger; HEXH, high-pressure solution exchanger

17、 Figure 3 The effect of hot-water temperature on COP for a two-stage LiBr absorption refrigeration system when the outlet chilled water temperature Tch o = 7°C and the cooling water temperature Twi = 32°C 40 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院06屆畢業(yè)生傾情奉獻(xiàn)！ 電氣、電氣、電氣！ 感謝鄭州大學(xué)化工學(xué)院制冷專業(yè) 同學(xué)奉獻(xiàn)此論文！ 摘 要 隨著社會(huì)生

18、產(chǎn)力的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)生產(chǎn)和生活環(huán)境的要求也越來(lái)越高。伴隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高，溴化鋰吸收式制冷運(yùn)行時(shí)以其無(wú)噪音，振動(dòng)小，無(wú)污染，可以利用各種廢熱等優(yōu)點(diǎn)，已逐步取代氟制冷成為主流發(fā)展趨勢(shì)，因此，研究溴化鋰吸收式制冷意義重大，溴化鋰制冷具有廣闊的發(fā)展前景，也一定會(huì)在未來(lái)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。本文主要根據(jù)教學(xué)和制冷實(shí)驗(yàn)的需要，依據(jù)溴化鋰吸收式制冷的工作原理和特點(diǎn)，對(duì)溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要完成其結(jié)構(gòu)布局，各換熱器計(jì)算和設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖，最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)定，并根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)分析得出其具體的節(jié)能措施和主要用途。同時(shí)依據(jù)系統(tǒng)的控制和保護(hù)，對(duì)整個(gè)制冷系統(tǒng)進(jìn)行完善和修正。

19、 關(guān)鍵詞：溴化鋰；吸收；制冷；設(shè)計(jì)。 I Abstract With the development of social productive force and people’s growth in the living standard,. People’s require in produce and living environment is also increasingly higher and higher. accompany with people’s consciousness of environment is in

20、creased, lithium bromide absorption refrigeration have many advantages, such as noise-free, small vibration ,less pollution and utilizing different kinds of waste heat and so on, which is already gradually substituted the fluorine refrigeration and predominate the trend of development. Wherefore, r

21、esearch of the lithium bromide absorption refrigeration is of great moment. Lithium bromide absorption refrigeration has extensive long term potential, which is also certain to gain full grown development in the future. This article mostly bases on the demand of teaching and experiment of refrigerat

22、ion, referencing the lithium bromide absorption refrigeration’s principle of operation and characters, designing the experimental apparatus of lithium bromide absorption refrigeration, mostly finishing its structure position, calculating and designing each heat exchanger, constructional drawing of d

23、esign. In conclusion, preceding the total system’s performance measurement, and also based on its advantages and disadvantages analysis gains its specific energy-saving measures and main application. At the same time, in terms of the gibberish and protection of the refrigeration system, and proceed

24、the whole refrigeration system’s soundness and amend. Keywords: lithium-bromide; absorption; refrigeration; design. II 目 錄 摘 要 ..................................................................... I Abstract .............................................................

25、..... II 1 緒論 .................................................................... 4 1.1 課題的背景和研究意義 ............................................... 4 1.2 中外溴化鋰吸收式制冷的發(fā)展概況 ..................................... 4 1.3.1 設(shè)計(jì)步驟 ...................................................... 2 1.3.2 設(shè)計(jì)過(guò)程 ....

26、.................................................. 2 1.4 溴化鋰吸收式制冷性能分析 ........................................... 2 1.5 溴化鋰吸收式制冷優(yōu)缺點(diǎn) ............................................. 3 2 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)過(guò)程及計(jì)算 .................................................. 4 2.1 序 言 .......................................

27、....................... 4 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹 ....................................................... 4 2.3 實(shí)驗(yàn)裝置的制冷工作原理 ............................................. 4 2.4 制冷裝置設(shè)計(jì)過(guò)程 ................................................... 5 2.4.1 熱力計(jì)算 ...................................................... 5 2

28、.4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選定 ................................................ 6 2.4.3 循環(huán)各點(diǎn)的參數(shù)值 .............................................. 7 2.4.4 設(shè)備熱負(fù)荷計(jì)算 ................................................ 8 2.4.5 裝置的熱平衡及熱力系數(shù)和熱力完善度 ............................ 9 2.4.6 各類泵的流量計(jì)算 .....................................

29、........ 10 2.5 換熱器設(shè)計(jì) ........................................................ 11 2.5.1 冷凝器設(shè)計(jì) ................................................... 11 2.5.2 蒸發(fā)器設(shè)計(jì) ................................................... 14 2.5.3 吸收器設(shè)計(jì) ................................................... 15 2.5.4 熱交換器的設(shè)計(jì)

30、............................................... 17 2.5.5 發(fā)生器的選取 ................................................. 20 2.5.6 其它元件選取 ................................................. 20 2.6 總結(jié) .............................................................. 21 3 制冷實(shí)驗(yàn)裝置性能分析和節(jié)能措施 ........................

31、................. 22 3.1 制冷實(shí)驗(yàn)裝置的性能分析及其提高途徑 ................................ 22 3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置的性能分析 ........................................... 22 3.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置的性能提高途徑 ....................................... 22 3.2 制冷實(shí)驗(yàn)裝置的節(jié)能措施 ............................................ 23 3.2.1 提高熱交換器的傳熱效率 .......

32、................................ 23 3.2.2 提高機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)的效率 ..................................... 23 3.2.3 提高控制性能 ................................................. 24 III 4 結(jié)束語(yǔ) ................................................................. 25 致 謝 ............................................

33、...................... 26 參考文獻(xiàn) .................................................................. 27 附錄 溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖 .................................. 28 中文翻譯 .................................................................. 29 英文原文 ...........................................................

34、....... 34 1 緒論 1.1 課題的背景和研究意義 隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)生產(chǎn)和生活環(huán)境的要求也越來(lái)越高。溴化鋰吸收式制冷機(jī)由于使用的制冷劑是水，吸收劑是溴化鋰溶液，對(duì)大氣無(wú)污染，并且運(yùn)行時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲，可以充分利用工業(yè)余熱，近年來(lái)在中央空調(diào)領(lǐng)域得到了較大發(fā)展。因此，溴化鋰吸收式制冷研究意義和前景廣闊，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 在制冷空調(diào)設(shè)計(jì)中，最常用的冷水機(jī)組就是溴化鋰吸收式制冷機(jī)組及電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)組。然而由于國(guó)際上對(duì)氯氟烴化物的限用，電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)在工程上越來(lái)越少，目前，大多數(shù)設(shè)計(jì)者首選均采用溴化鋰吸收式制冷機(jī)。本文將具體介紹溴化鋰吸

35、收式制冷機(jī)的發(fā)展前景，工作原理，設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，性能分析等，由于本設(shè)計(jì)是小型溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置，要求精確度較低，對(duì)于教學(xué)和實(shí)驗(yàn)有很好的幫助和指導(dǎo)意義。[1] 1.2 中外溴化鋰吸收式制冷的發(fā)展概況 溴化鋰吸收式制冷機(jī)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，各項(xiàng)技術(shù)日趨成熟，并已經(jīng)得到長(zhǎng)足發(fā)展。1810年，蘇格蘭的約翰.萊斯里制造了間歇式吸收式制冷機(jī)，這是最早的吸收式制冷機(jī)。1860年，法國(guó)的費(fèi)爾第南德.卡爾發(fā)明了連續(xù)型吸收式制冷機(jī)，該機(jī)取得了美國(guó)專利。這是一種以氨為制冷劑、以水為吸收劑的氨吸收式制冷機(jī)，這種機(jī)型后來(lái)在歐洲得到了進(jìn)一步的改進(jìn)，并應(yīng)用于低溫制冷。其中聯(lián)邦德國(guó)的博爾西希公司制造的低溫吸

36、收式制冷機(jī)最負(fù)盛名。該公司開(kāi)發(fā)并制造了更低溫度的兩級(jí)吸收式制冷機(jī)。1930年左右，美國(guó)阿克拉公司制造了5—20冷噸的組裝型吸收式制冷機(jī)。到二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，美國(guó)凱里亞公司研制了大型空調(diào)用吸收式冷水機(jī)組，并于1945年，制造了第一臺(tái)以水為冷劑、以溴化鋰水溶液為吸收劑的吸收式制冷機(jī)。日本的第一臺(tái)溴化鋰吸收式制冷機(jī)，是由當(dāng)時(shí)的機(jī)車制造廠生產(chǎn)的。組裝型空調(diào)機(jī)組、吸收式冷水機(jī)組，于1959年相繼問(wèn)世。其中組裝型空調(diào)機(jī)組，受到電動(dòng)組裝型空調(diào)機(jī)組的排擠，很快銷聲匿跡。但吸收式冷水機(jī)組卻因雙效化、降低燃料耗量、提高了經(jīng)濟(jì)型，其生產(chǎn)量以后逐年上升。 我國(guó)自1966年試制成功第一臺(tái)溴化鋰吸收式制冷機(jī)以來(lái)，從對(duì)

37、溴化鋰水溶液的物性，腐蝕和傳熱等基礎(chǔ)性試驗(yàn)研究，到樣機(jī)的研制、系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造也進(jìn)行了大量工作。到目前為止，全國(guó)擁有單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)和雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)產(chǎn)品。它們廣泛應(yīng)用于紡織、化工、電子、冶金以及輕工等部門。進(jìn)幾十年來(lái)，我國(guó)在溴化鋰吸收式制冷機(jī)方面取得很大進(jìn)展，但與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有很大差距。 雖然溴化鋰吸收式制冷存在眾多優(yōu)點(diǎn)，但是溴化鋰吸收式制冷機(jī)仍存在著因制冷效率 IV 較低使其運(yùn)行能耗高于電力制冷機(jī)的問(wèn)題，這在一定程度上制約了其進(jìn)一步發(fā)展。因此,分析溴化鋰吸收式制冷機(jī)的節(jié)能潛力，采取有效的節(jié)能措施降低其能耗，對(duì)其發(fā)展具有重大意義。 1.3 制冷實(shí)驗(yàn)裝

38、置的設(shè)計(jì)步驟與方法 1.3.1 設(shè)計(jì)步驟 溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置的制冷原理與制冷機(jī)組的工作原理相同，只是實(shí)驗(yàn)裝置小型化，所用材料大為減少，制冷量較小。設(shè)計(jì)和制作過(guò)程較為簡(jiǎn)單和方便，其具體設(shè)計(jì)涉及步驟如下： 根據(jù)給定的參數(shù)，在h-?圖上畫(huà)出吸收循環(huán)，并以此作為基礎(chǔ)，根據(jù) (1)熱平衡。 (2)質(zhì)平衡。 (3)溴化鋰平衡， 求得與設(shè)計(jì)制冷量相適應(yīng)的冷劑循環(huán)量，溶液循環(huán)量和各設(shè)備的熱交換量；根據(jù)冷劑循環(huán)量與溶液循環(huán)量，確定冷劑蒸汽的通路面積，配管的大小，泵的流量等要素。并根據(jù)熱交換量確定傳熱面積，有傳熱面積確定傳熱管的有效長(zhǎng)度和尺寸，由此，設(shè)計(jì)出換熱器的結(jié)構(gòu)和尺寸，實(shí)驗(yàn)裝置的

39、布局和外觀形狀。 1.3.2 設(shè)計(jì)過(guò)程 溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)工程主要從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算以及進(jìn)行整體布局[2]： (1)蒸發(fā)器，吸收器，冷凝器，溶液熱交換器，發(fā)生器的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 (2)冷凝器和蒸發(fā)器的冷劑水側(cè)的放熱系數(shù)以及發(fā)生器的放熱系數(shù)計(jì)算。 (3)吸收器中的傳熱和傳質(zhì)，溶液熱交換器的傳熱系數(shù)并計(jì)算管長(zhǎng)和管徑大小。 (4)畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖和原理圖。 最后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正和驗(yàn)證，根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)制冷裝置的具體尺寸和各項(xiàng)性能指標(biāo)，完成設(shè)計(jì)過(guò)程。 1.4 溴化鋰吸收式制冷性能分析 溴化鋰吸收式制冷循環(huán)性能分析，反映循環(huán)性能的主要指標(biāo)是: (1) 體

40、現(xiàn)制冷效率的熱力系數(shù)Cop； (2) 體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)性的面積單耗S (單位制冷量的總傳熱面積,m2/kW)和熱源單耗d (單位制冷量的熱水流量, kg/(kWh))； (3) 反映循環(huán)接近單效或兩級(jí)循環(huán)程度的級(jí)值x1和高壓發(fā)生器Ⅰ冷劑發(fā)生量總冷劑量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等。其他參數(shù)影響如下： ① 中間壓力變化對(duì)循環(huán)的影響 中間壓力pm 不論在兩級(jí)溴化鋰吸收式制冷循環(huán)，還是在單級(jí)溴化鋰吸收式制冷循環(huán)中都是一個(gè)很重要的參數(shù)。pm的選擇直接影響循環(huán)的效率。 2 ② 冷卻水串聯(lián)和并聯(lián)流程的比較 冷卻水串聯(lián)流程采用先進(jìn)入冷凝器再依次進(jìn)入低壓吸收器和高壓吸收器。圖中顯示了在與

41、上節(jié)相同的計(jì)算條件下冷卻水串聯(lián)或并聯(lián)對(duì)循環(huán)性能的影響。 ③ 熱源進(jìn)口溫度變化對(duì)循環(huán)的影響 太陽(yáng)能集熱器所能提供的熱源溫度通常是隨時(shí)間而變的，所以對(duì)熱源進(jìn)口溫度的討論很重要。在以下討論中取Pm=213 KPa , 熱水出口溫度保持為60 ℃。圖顯示當(dāng)熱源進(jìn)口溫度thi增大時(shí)，循環(huán)的熱力系數(shù)Cop、高壓發(fā)生器Ⅰ冷劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)都隨之增大，而級(jí)值x1 、面積單耗S和熱源單耗d則都隨之減小。 ④ 冷媒水進(jìn)口溫度變化對(duì)循環(huán)的影響 當(dāng)冷媒水進(jìn)口溫度tLi提高而其他條件不變時(shí)，循環(huán)的熱力系數(shù)Cop 、高發(fā)Ⅰ冷劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)D1r隨之升高, 級(jí)值x1 和面積單耗S 則減小。且這些指標(biāo)都呈現(xiàn)冷媒

42、水溫度較低時(shí)變化劇烈,而溫度較高時(shí)變化較平緩的態(tài)勢(shì)。 ⑤ 冷卻水進(jìn)口溫度變化對(duì)循環(huán)的影響 冷卻水的進(jìn)口溫度直接影響冷凝壓力的大小，同時(shí)使得低壓吸收器出口稀溶液的溫度和高壓發(fā)生器出口稀溶液的溫度隨之變化。 總之，溴化鋰制冷系統(tǒng)提高了循環(huán)熱力學(xué)的完善度,具有熱水利用溫差大和循環(huán)效率較高等優(yōu)點(diǎn).雖然其循環(huán)流程比單效和兩級(jí)循環(huán)都復(fù)雜,但該循環(huán)適合于因熱源溫度偏低而不能采用單效溴冷機(jī)循環(huán)的場(chǎng)合。 1.5 溴化鋰吸收式制冷優(yōu)缺點(diǎn) 溴化鋰吸收式制冷作為氟利昂制冷的替代技術(shù)，成為一種有效的節(jié)能技術(shù)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，盡管具有很多優(yōu)點(diǎn)，但仍具有缺點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為： ① 溴化鋰

43、吸收式制冷機(jī)的應(yīng)用避免了CFC使用，有利于保護(hù)環(huán)境。 ② 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的應(yīng)用可以緩解電力緊張，具有節(jié)電效應(yīng)。 ③ 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的一次能源利用率的高低，在其熱力系數(shù)一定時(shí)取決于其熱源的供熱效率，供熱效率越高，其一次能源利用率越高；但其與相同制冷量的電制冷機(jī)相比是否節(jié)能，取決于相同制冷量的兩種制冷機(jī)的一次能源利用率的大小。 ④ 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的應(yīng)用在利用廢熱、余熱、排熱等低勢(shì)能的情況下，可實(shí)現(xiàn)能源的階梯利用。 ⑤ 熱電站在汽輪機(jī)發(fā)電的同時(shí)，有供熱抽汽和排汽，可以用作吸收式制冷機(jī)制冷的熱源，熱電站在供熱供電的同時(shí)供冷可以節(jié)約一次能源，應(yīng)大力發(fā)展。 ⑥ 溴化鋰吸收式制冷

44、機(jī)在設(shè)計(jì)，運(yùn)行，管理過(guò)程中一個(gè)較為重要的問(wèn)題是機(jī)組防凍問(wèn)題，它可以直接影響機(jī)組的性能，壽命及其系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 綜上所述，溴化鋰吸收式制冷技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，加上人們對(duì)保護(hù)環(huán)境越來(lái)越重視，溴化鋰吸收式制冷技術(shù)將會(huì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。 3 2 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)過(guò)程及計(jì)算 2.1 序 言 冷和熱的概念是相對(duì)的，是在人類生活中將某物體的溫度與人體溫度相互比較而得出的結(jié)果。在一般的制冷技術(shù)中，所謂冷是指低于周圍環(huán)境介質(zhì)（空氣或水）溫度的狀態(tài)。制冷技術(shù)是為了適應(yīng)人們對(duì)低溫條件的需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的，制冷作為一門科學(xué)已發(fā)展起來(lái)，它是用人工的方法在一定時(shí)間和空間內(nèi)將某

45、物體或流體冷卻，使其溫度降到環(huán)境溫度以下，并保持這一溫度。 本設(shè)計(jì)是作為實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)備小型化，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，制冷量較小，采用溴化鋰吸收式制取冷量，溴化鋰作為吸收劑，水作為制冷劑，可以制取零攝氏度以上的低溫水，通過(guò)制取冷量過(guò)程觀察水的狀態(tài)改變情況，用于空調(diào)及其教學(xué)實(shí)驗(yàn)以及醫(yī)學(xué)等其他行業(yè)低溫水的需求，本文將具體介紹溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理及其結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計(jì)過(guò)程和計(jì)算過(guò)程，設(shè)計(jì)步驟，性能分析，節(jié)能措施等。 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹 本系統(tǒng)是溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)主要有發(fā)生器（電熱管加熱器），冷凝器，蒸發(fā)器，吸收器，熱交換器五大換熱器及磁力泵，真空泵，毛細(xì)管，噴淋裝置，流量

46、計(jì)等其他輔助設(shè)備構(gòu)成。其具體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)后頁(yè)，其制冷過(guò)程為：從水源進(jìn)入的自來(lái)水通過(guò)各自流量計(jì)分別進(jìn)入冷凝器，蒸發(fā)器，吸收器，進(jìn)入冷凝器的水起到冷凝高溫蒸汽的作用，進(jìn)入蒸發(fā)器的水作為冷媒水，而進(jìn)入吸收器的水起到冷卻吸收溶液的功效，濃溴化鋰溶液經(jīng)電熱管加熱后分離出水蒸氣進(jìn)入冷凝器冷凝后成為冷劑水，經(jīng)過(guò)毛細(xì)管節(jié)流后成為低溫冷劑水，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器的作用而蒸發(fā)制取低溫用水，而冷劑水吸收熱量后成為冷劑蒸汽，通過(guò)壓力作用，進(jìn)入吸收器被溴化鋰濃溶液吸收成為稀溶液，與從發(fā)生器來(lái)的濃溶液經(jīng)熱交換器換熱后通過(guò)泵的作用進(jìn)入發(fā)生器被電熱管加熱至溴化鋰溶液沸騰，分離出水蒸氣，即完成一個(gè)制冷循環(huán)。該設(shè)備小型化，制取低溫用水，其

47、換熱器中冷凝器，蒸發(fā)器，吸收器均有銅管螺旋制作而成，經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算后，確定其有效長(zhǎng)度，螺旋曲率半徑，外罩玻璃容器的尺寸確定，形成換熱設(shè)備的整體。 2.3 實(shí)驗(yàn)裝置的制冷工作原理 溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置以水作為制冷劑，以溴化鋰溶液作為吸收劑，由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器及溶液泵等設(shè)備組成。 其具體制冷原理是：溴化鋰吸收式制冷裝置是熱力制冷設(shè)備的一種，以熱能為動(dòng)力，利用液體在汽化時(shí)要吸收熱量的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷的。它以水作為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑，依靠外界不斷供應(yīng)的熱能實(shí)現(xiàn)制冷劑的熱力循環(huán)。溴化鋰吸收式制冷裝置由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器及溶液泵等

48、設(shè)備組成。其工作流程為在發(fā)生器中利用電加熱管通過(guò)發(fā)生器對(duì)溴化鋰溶液進(jìn)行加熱，由于溶液中水的蒸發(fā)溫度比溴化鋰蒸發(fā)溫度低得多，所以稀溶液被加熱到一定溫度后，溶液中水首先蒸發(fā)為水蒸汽，使剩余容器中的溴化鋰濃度增加，濃溶液在重力及壓差的作用下，經(jīng)熱交換器放出熱量后，與吸 4 收器中稀溶液混合，組成中間溶液。發(fā)生器中產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)入冷凝器，經(jīng)冷凝器中的冷卻水管，使進(jìn)入冷凝器的水蒸汽不斷冷卻，水蒸汽放出汽化潛熱而冷凝為液體，成為冷劑水，然后通過(guò)節(jié)流裝置降壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器中不斷蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)通過(guò)冷水管的管壁吸收冷凍水回水的熱量，使回水得到冷卻，成為空調(diào)用的冷凍水送至用戶，并循環(huán)使用。蒸發(fā)后的制冷劑

49、水蒸氣進(jìn)入吸收器，被正在噴淋的中間溶液所吸收，重新變?yōu)橄∪芤?吸收過(guò)程中放出的溶解熱，則由吸收器管內(nèi)流動(dòng)的冷卻水帶走。利用這個(gè)原理，不斷進(jìn)行循環(huán)以達(dá)到制冷的目的。從而完成整個(gè)制冷循環(huán)[1]。 其制冷過(guò)程主要包括以下幾個(gè)過(guò)程： (1) 發(fā)生過(guò)程 主要在發(fā)生器中進(jìn)行，使溴化鋰稀溶液經(jīng)加熱蒸發(fā)出水蒸氣，從而變成濃溶液。 (2) 冷凝過(guò)程 主要在冷凝器中進(jìn)行，由發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入冷凝器后，在壓力不變的情況下被冷卻水冷卻成為飽和蒸汽，進(jìn)而成為飽和液體。 (3) 節(jié)流過(guò)程 在毛細(xì)管中飽和冷劑水經(jīng)節(jié)流后成為過(guò)冷水進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷。 (4) 蒸發(fā)過(guò)程 在蒸發(fā)器的水盤中的冷劑水經(jīng)噴

50、淋后吸收冷媒水進(jìn)行制冷。 (5) 吸收過(guò)程 在吸收器中，溴化鋰濃溶液吸收來(lái)自蒸發(fā)器中經(jīng)吸熱而蒸發(fā)的水蒸氣，從而完成一個(gè)制冷循環(huán)過(guò)程。 圖1：溴化鋰吸收式制冷原理圖 2.4 制冷裝置設(shè)計(jì)過(guò)程 2.4.1 熱力計(jì)算 (1) 制冷量Q0＝2Kw 5 (2) 冷媒水進(jìn)口溫度tx’’＝20℃ (3) 冷媒水出口溫度tx’＝10℃ (4) 冷卻水進(jìn)口溫度tw＝20℃ (5) 電熱管加熱功率P＝1.5Kw，相當(dāng)于蒸汽溫度th＝75℃ 2.4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選定 (1) 吸收器出口冷卻水溫度tw1,假定溫升為?t

51、w1＝4℃。 tw1＝tw＋?tw1＝（20＋4）℃＝24℃ (2) 冷凝器出口冷卻水溫度tw2，假定冷卻水的溫升?tw2=4℃，冷卻水采用并聯(lián)方式進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器，則 tw2＝tw＋?tw2＝（20+4）℃＝24℃ (3) 冷凝溫度tk及冷凝壓力pk，取?t＝5℃，則 tk＝tw2＋?t＝（24＋5）℃＝29℃ -3 pk＝4.007×10MPa (4) 蒸發(fā)溫度t0及蒸發(fā)壓力p0，取?t＝4℃，則 t0＝tx’－?t＝（10－4）℃＝6℃ 查表知，p0＝9.35×10-4MPa (5) 吸收器內(nèi)稀溶液的最低溫度t2，取?t＝4℃，則 t2＝tw1

52、＋?t＝（24+4）℃＝28℃ (6) 吸收器壓力pa，假定?p0＝13.3×10-6MPa，則 pa＝p0－?p0＝9.35×10-4MPa-0.133×10-4MPa=9.22×10-4MPa. (7) 稀溶液濃度?a，由pa和t2查L(zhǎng)iBr的h-?圖得?a＝0.506 (8) 濃溶液濃度?r，取?r??a?0.044，即放氣范圍??=4.4℅， 6 則?r＝?a＋??=0.506+0.044=0.55 (9) 發(fā)生器內(nèi)濃溶液的最高溫度t4，由?r和pk查L(zhǎng)iBr的h-?圖得t4＝62℃ (10) 濃溶液出熱交換器時(shí)的溫度t8，取冷端溫差?t

53、＝15℃，則 t8＝t2＋?t＝（28+5）℃＝33℃ (11) 濃溶液出熱交換器時(shí)的焓值，由t8和?r在h-?圖上查出 h8＝284.70KJ/Kg (12) 稀溶液出熱交換器的溫度t7，由上式求得 a??r.55?r???00.55?0.506?12.5 ah?a?1?a?h4?h8??h?7??2??KJ/Kg ???12.5?112.5?323.22?284.70??266.70????KJ/Kg

54、 ?302.12 KJ/Kg 根據(jù)t0和?a在LiBr的的h-?圖查得t7＝44℃ (13) 噴淋溶液的焓值和濃度，取吸收器稀溶液的再循環(huán)倍率f=30 h?a?1?h8?fh29’?a?f?1 ??12.5?1??284.70?30?266.7012.5?30?1?271.69KJ/Kg ??f?a??a?1??r9’a?f?1 ?30?0.506??12.5?1??0.5512.5?30?1?0.518由h9’和?9

55、’查L(zhǎng)iBr的h??圖可知t9’?32℃ 2.4.3 循環(huán)各點(diǎn)的參數(shù)值 各狀態(tài)點(diǎn)數(shù)值的求取方法： 1’點(diǎn)：根據(jù)t0查飽和水蒸氣表或查h??圖求得 7 2-1）2-2）2-3） 2-4）（ （ （ （ 2點(diǎn)：根據(jù)pa，?a查L(zhǎng)iBr的的h-?圖求得 3點(diǎn)：根據(jù)tk查飽和水蒸氣表或查h??圖求得 3’點(diǎn)：t3’?t4?t5由t3’和pk從h-?圖上的氣液區(qū)查得 24點(diǎn)：根據(jù)pk及?r查h??圖求得 5點(diǎn)：根據(jù)pk及?a查h??圖求得 6點(diǎn)：根據(jù)pa’及?r查h??圖求得 7點(diǎn)：由h7?h2?f?1??h?h8

56、?根據(jù)h7及?a查h??圖求得 8點(diǎn)：由t8?t2?15??25℃根據(jù)h7及?r查h??圖求得 9’點(diǎn)：算出h9’及?9’根據(jù)h9’及?9’查h??圖求得 各循環(huán)點(diǎn)的參數(shù)值 序 號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 蒸發(fā)器出口處冷劑蒸汽 吸收器出口處稀溶液 冷凝器出口處冷劑水 冷凝器進(jìn)口處水蒸氣 發(fā)生器出口處濃溶液 名 稱 點(diǎn)號(hào) 1’ 溫度 ℃ 6 28 29 58 62 54 33 44 43 32 壓力 kpa 0.935 濃度 焓值 Kj/kg 0 2934.95 266.70 535.91 3018.68 323.22 321.9

57、6 270.05 302.12 284.70 271.69 2 3 3’ 0.922 0.506 4.007 4.007 0 0 4 4.007 0.55 4.007 0.506 0.922 0.55 \\ \\ \\ 0.506 0.55 0.518 發(fā)生器進(jìn)口處飽和稀溶液 5 吸收器進(jìn)口處飽和濃溶液 6 熱交換器出口處稀溶液a 熱交換器出口處濃溶液b 吸收器噴淋溶液c 7 8 9’ 2.4.4 設(shè)備熱負(fù)荷計(jì)算 (1) 冷劑水流量qmd 8 q0?h1’?h3?2934.95?535.91?2399.04Kj/Kg （2-5

58、） qmd?Q02 ??0.000834?8.34?10?4Kg/s （2-6） q02399.04(2) 發(fā)生器的熱負(fù)荷Qg Q?qmd ???h3’?h4??f?h4?h7??? (2-7) ?8.34?10?4 ???a?1?h4?h3’?ah7?? ?8.34?10?4???12.5?1??323.22?3018.68?12.5?302.12?=2.468Kw (3) 冷凝器熱負(fù)荷Qk Qk?qmd?h3’?h3?

59、 ?8.34?10?4??3018.68?535.91??2.071Kw (4) 吸收器熱負(fù)荷Qa Qa?qmd??a?1?h8?h1’?ah2? ?2?4.468Kw 放出熱量 Q2?Qk?Qa?2.071?2.398?4.469Kw Q1與Q2幾乎相等，表明上面計(jì)算正確。 9 （2-8） （2-9） 2-10） （ (2) 熱力系數(shù) ??Q02 ??0.81

60、 （2-11） Qg2.468(3) 熱力完善度 ?max?6.158 ????0.81 ?0.132 （2-12） ?max6.1582.4.6 各類泵的流量計(jì)算 (1) 吸收器泵的流量qva 由?0和t9’查課本7-3圖可知?0?1.56Kg/l，則 qqmd?a?f?1?va??3?3600 0?10?8.34?10?4?12.5?30?1?1.56?103?

61、3600 =0.0798m3/h (2) 發(fā)生器泵的流量qvg 由?a和t2查課本7-3圖可知?0?1.52Kg/l，則 qvg?aqmd??103?3600 a?12.5?8.34?10?41.52?103?3600 =0.246m3/h (3) 冷媒水流量qv0 qv0?Q1000?0t?3600 cp為比熱容取cp=4.1868 x’’?tx’?cp?21000??20?10??4.1868?3600 10 （2-13） （2-14） （2-

62、15） =0.1720m3/h (4) 冷卻水流量 對(duì)于吸收器：qvb1?Qa?3600?tw1?tw?cp1000 （2-16） ?2.398?3600 1000??24?20??4.1868=0.5155m3/h 對(duì)于冷凝器：qvb2?Qk?3600 （2-17） ?tw2?tw?cp1000?2.071?3600 1000??24?20??4.1868=0.445m3/h (5) 蒸發(fā)器流量qvd 蒸發(fā)器的冷劑水再循環(huán)倍率用?表示，取?=10 10?8.34?10?4qvd??36

63、00??3600=0.03m3/h （2-18） 10001000?qmd2.5 換熱器設(shè)計(jì) 溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置的換熱器主要包括冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換 器、發(fā)生器等，其具體的設(shè)計(jì)過(guò)程如下： 2.5.1 冷凝器設(shè)計(jì) 冷凝器是用來(lái)冷凝冷劑蒸汽，冷卻冷劑水，以保證冷凝壓力。冷凝器和發(fā)生器的壓力相同，通常布置在一個(gè)筒體中，有銅管和容器組成，其具體的設(shè)計(jì)過(guò)程如下[1]： (1) 選材，選用Φ10?1的銅管 (2) 管內(nèi)傳熱系數(shù) t?t20?24?22℃ 冷卻水的平均溫度ts?ww1?224qvb24?1.23?10?4冷卻水的流

64、速v? ??2.46m/s （2-19） ?di2??8?10?32??查22℃的水的物性參數(shù) 11 ??60.28?10?2w/?m?k? ??0.9628?10?6kg/?m?s? pr?6.7 ?di2.46?10?3?84??2.044?10則，Re? （2-20） ?6?0.9628?10傳熱系數(shù)?i?0.023?di Re0f.8Prf0.4 （2-21） 60.28?10?24?0.023??2.04

65、4?108?10?3????6.7?0.80.4 ?10414.20w/m2??c ???d?由螺旋時(shí)內(nèi)部傳熱系數(shù)變大而修正，（R=5cm） （2-22） ??1??i??1.2 R??則?i???i?10414.20?1.2?12497.03w/m2??c (3) 管外傳熱系數(shù) 冷凝器的冷凝溫度為29℃，作為定性溫度查29℃水的物性參數(shù)[2] 3????61.61?10?2w/?m?k? ??995.86kg/m3 ?’?2432.06?103J/kg ??821.75?10?6kg/?m?s? g?9.8m/s2 d0?

66、0.01m ???由?0?c???td???00?0.25?0.25nm 取c=0.725 nm?1 （2-23） ???gr??????????3214?61.61?10??????23???995.86???9.8?2432.06?10821.75?10?623?4? （2-24） ??1?9056.34w/m2??c 則 ?i?0.725?9056.34??0.01??20764??t0??1414???t0??14 (4) 傳熱系數(shù)k0[1] 傳熱過(guò)程分成兩部分：第一部分是熱量經(jīng)過(guò)制冷劑的傳熱過(guò)程，其傳熱溫差?t0。第二部分是熱量經(jīng)過(guò)管外污垢層，管壁，管內(nèi)污垢層以及冷卻水的傳熱過(guò)程[3]。 34??t0? （2-25）第一部分的熱流密度：q1??0?t0?20764 12 第二部分的熱流密度：q2??ti?1?d0?d0???????0i???d?dm?i?i （2-26） 注：參數(shù)意義 ?i——管