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        低溫制冷系統(tǒng)中混合工質(zhì)研究

        2013-12-31 00:00:00劉建民
        科技資訊 2013年14期

        摘 要:本文將以混合工質(zhì)作為研究對象,來探討其在制冷設備下的使用情況,為實際中工作提供可參考資料,希望能促進該行業(yè)的制冷工序的進步和發(fā)展。

        關鍵詞:混合工質(zhì) 低溫條件下 制冷設備

        中圖分類號:TU83 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)05(b)-0077-02

        通過對諸多制冷設施的觀察和了解,得知這些設備在發(fā)揮制冷功能時,是會受到工質(zhì)熱性影響的。所以經(jīng)過人們的研究和研制,制定出用混合物質(zhì)做工質(zhì),其制冷效果最好,此文中就深入簡介幾種此類的制冷設備,結合實例來探究混合工質(zhì)的具體應用狀況。

        1 低溫制冷系統(tǒng)的原理

        一般制冷系統(tǒng)的制冷原理:壓縮機的作用是把壓力較低的蒸汽壓縮成壓力較高的蒸汽,使蒸汽的體積減小,壓力升高。壓縮機吸入從蒸發(fā)器出來的較低壓力的工質(zhì)蒸汽,使之壓力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后,成為壓力較低的液體,之后送入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為壓力較低的蒸汽,再送入壓縮機的入口,從而完成制冷循環(huán)。

        2 混合工質(zhì)的優(yōu)點分析

        制冷工質(zhì)具體就是指用于制冷設備中起到產(chǎn)生低溫的媒介,這種媒介能夠在此設備體系中循環(huán)流動,經(jīng)過流動中導熱或相變等過程從而產(chǎn)生能量變化,再與外界的能量相轉(zhuǎn)換最后產(chǎn)生制冷功效的物質(zhì),達到降溫的目的。上面所提到的熱性其實是說此物質(zhì)的熱容和傳熱性能,因此此熱性直接與制冷功效有著直接的聯(lián)系[1]。以前的純工質(zhì)的制冷體系,之所以被淘汰就是源于它的熱性較弱,最后被熱性功能強大的混合工質(zhì)所替代,這種混合式工質(zhì),一般情況下是由至少兩類工質(zhì)融合形成,由于其綜合熱物性能較高,發(fā)揮各工質(zhì)優(yōu)勢,互補其劣勢性能,所以也在制冷設備中普遍使用。

        3 混合工質(zhì)在J-T設備中的使用

        當然,在Joule-Thomson制冷理論提出后,APD公司馬上針對其理論研制出了Cryotiger類的制冷設備,其能達到80K的制冷功效。隨后,我國也引進了此項技術,通過改進和探究研制出了適合本國使用的制冷設施。比如科學院提出的低溫核心體系,具體說來就是功率達到1/3HP的空調(diào)制冷機,還有中國科技公司第十六研發(fā)所,也開發(fā)出多種混合工質(zhì)的制冷設備[3]。

        4 混合工質(zhì)在低溫制冷體系中具體應用情況的探析

        4.1 使用在斯特林設施里

        首先將混合工質(zhì)使用在制冷體系中的,是斯特林制冷設施,但相關的資料還沒能收集到。只發(fā)現(xiàn)加拿大Walker曾提到過,斯特林這種制冷設施采用的是混合工質(zhì),并且這兩種工質(zhì)在不同狀態(tài)下,所呈現(xiàn)出來的形態(tài)也不一樣,一種是在制冷過程中才呈現(xiàn)氣體狀態(tài),而另一類是在室溫下就是氣體形態(tài)。當這兩種工質(zhì)在受到壓力處于膨脹狀態(tài)時,會發(fā)生變化變成液態(tài)物質(zhì),從而致使在制冷運行中會存在氣態(tài)和液態(tài)兩種狀態(tài)的工質(zhì)。但以上這些介紹,都是基于理論而想象出來的,尚未發(fā)現(xiàn)有相關資料加以證實,所以那時也沒有真正得到應用[4]。至今,我國廈門大學的教授學者們,對斯特林這種制冷設備開始研究,發(fā)現(xiàn)實際中并不存在這種氣體,所以此種方法只是存在理論上的,通過改良將此種氣體改為氦氣,再與摻入19%的氫氣或9%的氖氣融合,制成混合氣體。1998年浙江大學的研究者,也對斯特林制冷機開展了研究,得知將制冷速率控制在1450 rpm,壓力控制為2.7 MPa,發(fā)現(xiàn)當溫度超過46 K后,工質(zhì)氫氣的制冷能力要比氦氣強。

        4.2 在脈管制冷機中的應用情況

        5 結論

        綜合所述,了解到制冷設備制造時,混合工質(zhì)的作用是很大的,相比之下它比純工質(zhì)的使用能力更強大。正是由于現(xiàn)在工質(zhì)制冷工藝的不斷改進和進步,相信今后此行業(yè)的技術,會更加完善和先進。雖然,現(xiàn)在看來我國使用此技術的能力還欠缺,但是相信通過此專業(yè)的專家和學者不懈的努力和研究下,能為提升此技術應用能力做出更大的貢獻。

        參考文獻

        [1]周穎艷,杜小澤,楊立軍,等.吸收煙氣余熱的非共沸混合工質(zhì)蒸發(fā)換熱特性[J].中國電機工程學報,2013(3):22-22.

        [2]徐雄文.非共沸混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)工質(zhì)濃度變化及其性能優(yōu)化研究[J].華南理工大學,2012(6):87-88.

        [3]龔磊.混合制冷劑擴散吸收式制冷系統(tǒng)理論與實驗研究[J].浙江大學學報,2012(1):29-30.

        [4]盧葦,陳洪杰,楊林,等.自然工質(zhì)風冷太陽能雙級噴射中低溫空調(diào)制冷系統(tǒng)的設計及性能分析[J].化工學報,2012(12):37-40.

        [5]范曉偉,巨福軍,王鳳坤,等.熱泵系統(tǒng)用R744/HCs混合工質(zhì)配比范圍研究[J].熱科學與技術,2012(12):14-15.

        [6]王輝.擴散一吸收式制冷系統(tǒng)的數(shù)值與實驗研究[J].安徽工業(yè)大學,2012(6):22-25.

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