赵家华,宁静红

( 1.天津职业大学 电子信息工程学院，天津 300402；2.天津商业大学 天津市制冷技术重点实验室，天津 300134 )



高压气体涡流膨胀的CO2低温制冷循环分析

赵家华1,宁静红2

( 1.天津职业大学 电子信息工程学院，天津 300402；2.天津商业大学 天津市制冷技术重点实验室，天津 300134 )

通过设计高压气体涡流膨胀的CO2低温制冷循环，对其进行热力性能分析，并与两级节流中间完全冷却的CO2低温制冷循环的性能进行对比，得出高压气体涡流膨胀的CO2低温制冷循环存在获得最大性能系数的最优的高压压力。提高蒸发温度与中间压力，增大冷气流质量比，减少进入蒸发器的冷气流质量比，降低气体冷却器出口温度，均可提高高压气体涡流膨胀的CO2低温制冷循环的性能系数。在冷气流的质量比为0.6，冷气流进入蒸发器的质量比为0.2时，高压气体涡流膨胀的CO2低温制冷循环的最佳的性能系数较两级节流中间完全冷却的CO2低温制冷循环最佳的性能系数提高36.4%。随着气体冷却器出口温度的升高，高压气体涡流膨胀的CO2低温制冷循环的性能系数较两级节流中间完全冷却的CO2低温制冷循环的性能系数降低的幅度小。

高压气体；涡流膨胀；CO2；低温制冷循环

1　引言

随着科技的飞速发展，造成的环境污染和资源匮乏，引发当今国际社会共同关注节能环保这一关乎可持续性发展的重要议题。自然工质替代以及制冷系统的性能提高是制冷行业工作者亟待解决的问题。涡流管具有结构简单、无运动部件、结构轻巧、成本低、易维护、寿命长等特点，在各个领域得到愈来愈广泛的应用,而CO2具有良好的热力特性，提高CO2制冷系统的性能以及开发新型CO2制冷循环系统引起研究者的关注。……