混合工质J-T节流效应研究开题报告

 2021-12-13 09:12

1. 研究目的与意义(文献综述)

1852年,焦耳和汤姆逊设计了一个节流膨胀实验,发现常温下大多数气体由高压经多孔塞向低压膨胀后温度降低,由此发现了节流效应,如果使气体反复进行节流膨胀,温度不断降低,最后可使气体液化。利用实际气体的焦耳汤姆逊效应是发展最早、应用最早的一种成熟的制冷方法之一[1]

制冷界面临的主要问题之一是工质的替代,采用新的对大气层无破坏作用的新工质是方案之一 。如没有化学合成和物质结构方面的突破,要筛选出具有满意的热物性且无毒不可燃的纯工质实在有限。为此发展替代制冷剂的另一途径是开展混合工质的研究,而采用几种现有的或新的纯工质构成多元混合工质则是一条在近期、中期乃至长期都最为有发展前途的方案[2]。混合制冷剂是由两种或两种以上纯制冷剂组成的混合物。由于纯制冷剂在品种和性质上的局限性,采用混合物做制冷剂为调制制冷剂的性质和扩大制冷剂的选择方面提供了更大的自由度。混合工质节流制冷机成为研究的热点是从它的发展前景和潜在优点所决定的[3]。长期以来,小型节流制冷机的工质都是采用纯质,最常用的为氮和氩,但是,采用单纯气体作工质的节流制冷机效率较低,需要较高的运行压力,而且通常只能用于开式系统中,应用场合受到一定限制。在气体液化和低温制冷技术中,利用实际气体绝热节流效应是一种最常用的方法[4]

目前,臭氧层破坏和全球变暖是当今人类社会共同面临的两大主要环境问题为了应对这些问题,国际社会先后达成了《蒙特利尔议定书》、《京都议定书》 等一系列国际公约。迄今为止,在全球范围内都还没有找到全面满足零odp、低gwp、高能效、安全制造成本低等方面需求的理想替代制冷剂。而且,国际上不同国家和地区、不同专业人士对未来制冷剂的选择有不同的意见和准则,各主要经济体均是从其各自的政治和经济利益出发,对制冷剂替代技术的选择采取了不同的态度[5-7]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

(1)混合制冷剂的发展现状;

(2)j-t循环模型的建立;

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3. 研究计划与安排

第1周—第3周

查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需技术方案及措施。确定方案,完成英文翻译、及开题报告;

第4周—第5周

查找文献,总结国内外混合制冷剂研究现状;

第6周—第7周

学习建模软件SolidWorks,搜集循环过程相关参数,完成制冷循环的实体建模工作;

第8周—第10周

学习相关计算软件Matlab的使用方法,根据所建实体模型,对整个循环过程进行计算分析;

第11周—第13周

结合混合工质节流效应对结果进行热力学分析。

第14周—第15周

撰写毕业论文,准备论文答辩。

4. 参考文献(12篇以上)

[1]陈琪. 小型混合工质j-t节流制冷机理论和实验研究[d]. 浙江大学, 2002.

[2]罗二仓, 周远. 采用混合物作工质的j—t节流制冷机[j]. 真空与低温, 1995(03):163-166.

[3]张存泉, 徐烈, 王乾坤, et al. 混合工质j-t节流制冷机中换热器特性的试验研究[j]. 低温与超导, 2001, 29(4):41-45.

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