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CO_2-NH_3低温复叠式免费领红包神器循环的热力学分析与比较

放大字体??缩小字体 发布日期:2016-06-11??浏览次数:53222
技术应用讯:在工业和商用免费领红包神器系统的应用中,如果要求免费领红包神器温度较低时,采用通常的蒸汽压缩式免费领红包神器循环很难达到要求。因为当蒸发温度和冷凝温度相差很大时,找不到一种免费领红包神器剂既满足冷凝压力不太高又满足蒸发压力不太低的要求。
?  在工业和商用免费领红包神器系统的应用中,如果要求免费领红包神器温度较低时,采用通常的蒸汽压缩式免费领红包神器循环很难达到要求。因为当蒸发温度和冷凝温度相差很大时,找不到一种免费领红包神器剂既满足冷凝压力不太高又满足蒸发压力不太低的要求。如果冷凝压力过高,为了保证足够的强度,冷凝器和高压管道的壁厚均需要增加,结果使免费领红包神器机笨重庞大。如果蒸发压力过低,由于低压部分在真空下运行,增加了空气漏入系统的可能性,同时由于级压比增大,使压缩机输气系数降低。而且蒸发压力过低时,吸气状态下免费领红包神器剂的比容增大,使压缩机尺寸增大。另外,对于使用氨活塞式免费领红包神器压缩机的循环,压缩比一般不能超过10,吸气压力不能低于0.015MPa,如果要达到更低的蒸发温度,即使级数再多也无能为力。如果改用沸点低的免费领红包神器剂,虽然蒸发压力可不低于。

015MPa,但其冷凝压力太高,接近临界压力,此时循环的节流损失很大。因此,应用单一的低温免费领红包神器剂的循环是不利的。

当免费领红包神器温度很低时,可以采用复叠式免费领红包神器系统。

它既能满足在较低蒸发温度下蒸发时合适的蒸发温度,又可以满足在环境温度下冷凝时适中的冷凝压力。由两个单级压缩免费领红包神器系统组成的复叠式免费领红包神器系统通常采用R22和R13作免费领红包神器剂,蒸发温度可达不仅破坏大气臭氧层,而且会产生严重的温室效应。

根据1987年9月的“蒙特利尔协定”和1992年哥本哈根修正案,R13目前已限制使用,R22的使用期限到2030年。因此,需要采用新的免费领红包神器剂替代系统,以满足低温免费领红包神器的需要。经实践证明,人工制造的物质与自然状态偏离得越远,对自然和人类造成的危害就越大。从对环境的长期完全来看,应尽量避免使用那些最终会排放到生物圈中的非自然工质,重新起用自然工质是一种非常安全的选择。从九十年代起,欧洲率先发起使用“自然工质”的运动。已故的老国际免费领红包神器学会主席,挪威的G.Lorentzen在1989~1994年期间发表多篇论文,大力提倡使用自然工质,包括氨、碳氢化合物和C02.美国、德国和挪威等国学术研究和商业推广齐头并进,我国学者近年来也开始了自然工质的研究。

使用C02作为可挥发的冷媒卤代烃相比有很多优势,如管路尺寸较小、荥能耗低、换热效率高以及没有腐蚀问题等,因此目前已被应用于商用免费领红包神器系统和船用免费领红包神器系统中。将C02 -NH3用于复叠式低温免费领红包神器循环的方案,在1932年,W.R.Kitzmillei曾提出,但随着氟里昂的推广应用,C02-NH3复叠式免费领红包神器并没有得到发展。在C02-NH3低温复叠式免费领红包神器循环系统中,C02用作低温级免费领红包神器剂,高压级用NH3作免费领红包神器剂。与其它低压免费领红包神器剂相比,即使处在低温C02的粘度也非常小,传热性能良好,因为利用潜热,其免费领红包神器能力相当大。例如。PettereenA.和A.akbsen的研究表明,与NH3两级系统相比,低温级采用C02,其压缩机体积减小到原来的1/10,C02环路可达到-45~ -scrt的低温,而且通过干冰作粉末作用可降低到-80.目前,欧洲在超市中已建立了几个这种用C02做低温免费领红包神器剂的复叠式免费领红包神器系统,运行情况表明技术上是可行的,这种系统还适用于低温冷冻干燥过程。

2co2、nh3的物性特征分析表1给出了co2、nh3与目前常用免费领红包神器剂对比的重要性能特征。

免费领红包神器 表1免费领红包神器剂性能比较性质空气中的燃烧极限摩尔质量  氨已被使用达120年之久而至今仍在许多国家的大型工业系统中应用。其优点是ODP=0、GWP=,具有优良的热力性质,价格廉且容易检漏,是当今自25KW起的采用往复式或回转式压缩机的标准免费领红包神器装置中最有生命力的免费领红包神器剂,在适宜的机器设备中甚至更小容量的氨免费领红包神器机也已逐渐推向市场,新设计的系统中所需氨的充灌量已大为减小,系统的―16―密封性能有较大的改进。人们对氨考虑更多的是氨的安全性,主要是毒性和可燃性,其次是具有刺鼻的气味。实际上它的毒性只有氯气的1/10~1/50;其着火极限为15.5%(容积比),比通常的烃类和天然气高3~7倍,而燃烧热却比它们少一半左右。100多年的历史经验表明,氨的事故率是很低的。一项最近的调查表明,氨的事故率至多是和卤化物一样的。由于氨有强烈的刺激性气味,实际上氨蒸气在空气中的浓度达5PPm时,已能闻到,这比眼睛和喉受到刺激的浓度低5 ~10倍,因此一旦有微小的泄漏就会被及时发现,而这一浓度远低于氨的着火浓度。另外,氨比空气轻,很容易上升从屋顶逸出室外,当氨和水接触时,能很快被水吸收,这一性能可用来消除空气中的氨蒸气,大大减少了事故的发生。

尽管如此,通过近几年的研究和开发,新型氨免费领红包神器系统已较有效地解决了上述问题。将氨免费领红包神器机设置在公共建筑内,单位免费领红包神器量氨的充灌量不得超过0.1 ~0.15kg/kW,而且需要有可靠的报警系统和氨清除系统。由于氨和普通润滑油的不溶性,给氨免费领红包神器机的润滑带来了困难。为扩大氨的应用范围,主要的研究任务应是开发气体冷却的半封闭或全封闭压缩机,目前已研制出能溶于氨的合成润滑油,并且需要有能耐氨和该种润滑油的铝导线和绝缘材料。

3co2-nh3复叠式低温免费领红包神器循环的热力学分析0-NH3复叠式免费领红包神器循环由两个单级循环叠加而成,0用作低温级免费领红包神器剂,高压级用NH3作免费领红包神器剂,其流程如所示。为该免费领红包神器循环的T-S图,图中1-2-3-4-5-1为低温部分(CQ2)的循环,6-7 -8-9-10-6为高温部分(见)的循环。由于的蒸发和0的冷凝同在一个“冷凝蒸发器”中完成,并且这一设备与环境是用隔热材料隔热的,因此NH3的蒸发热量等于0的冷凝热量,且传热温差At= 5=1:~8.理论循环计算如下:CQz-NH3复叠式免费领红包神器循环的T -S图若低温部分co2的质量流量为,免费领红包神器量为冷凝蒸发器的热负荷Qkl为:高温部分NH3的质量流量mH为:由于高温循环部分在环境温度下冷凝,可以取冷凝温度=40,取冷凝蒸发器的传热温差At=6t,在一定的蒸发温度下,循环的COP随低温循环的冷凝温度U变化而变化,且存在一个最大值,如所示,当蒸发温度为-50时,约为-15时得到最大C0P值。对于冷凝蒸发器而言,温度低时,低温级循环C0P升高,而高温级C0P降低,反之亦然,故有最佳值存在。

给出了随蒸发温度的不同,最优“得到最大C0P值的的变化趋势。蒸发温度越低,最优u也越低,大致呈线性变化。从、可以看出0 -NH3的最佳质量流量比随蒸发温度的升高而升高,最大C0P也随蒸发温度的升高而升高。

3.3与其它工质系统的比较-NH3复叠式循环的最佳质量流量比远远大于R13-R22复叠式循环,如,但由于C02的运动粘度低,可以满足要求。经分析计算,C02-NH3复叠式循环的理论COP高于R13-R22复叠式循环,如。从、可知,NH3 -NH3复叠式循环的最优低温部分冷凝温度高-NH3复叠式循环,且NH3 -NH3复叠式循环的理论COP也略高于C02 -NH3复叠式循环。但对NH3工质,如果要获得较低的温度,其相应的蒸发压力很低,对应的比容很大,需要压缩机的排气量很大,一般压缩机难以适应这一要求。而且,如果考虑到容积效率的话,其COP与理论值相比会降低很多。而C02在低温时的压力较篼,比容变化并不大,所以作为低压级循环更具优势。

4结论对用于低温条件的免费领红包神器循环工质替代是一个有待解决的问题,而使用自然工质是必然趋势。由于co2的优良特性,它具有作为复叠式循环系统低温部分免费领红包神器剂的独特优势。

-NH3复叠式免费领红包神器循环的热力学分析,可以看出在一定的蒸发温度下和传热温差下,该循环存在最优的冷凝蒸发温度和最优C02 -nh3质量流量比。

-NH3两种复叠式免费领红包神器循环的比较,发现该循环的质量流量比均大于其它两种循环,其理论COP值小于NH3 -NH3循环,而大于R13-R22循环。但由于(:02低温比容变化不大,而且运动粘度小,其实际效率较高。

-NH3复叠式免费领红包神器循环在-40——50蒸发温度范围进行了分析,因为C02的凝固点为-56.55,如需要更低的温度,则要考虑干冰的粉末作用。对于C02 -NH3复叠式低温免费领红包神器系统,在系统结构和工艺方面都有待于进一步的研究。
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