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溴化锂制冷机热力学参数优化方法

作者:    发布于:2018-5-23 15:26:53    文字:【】【】【

溴化锂吸收式制冷机是以溴化锂溶液为工质,以各种热能为动力的制冷设备,在为保护臭氧层而限制生CFC  制冷工质和电力供应日趋紧张的今天,耗电少、不含CFC的溴化锂吸收式制冷机的研制和应用越来越受到人们的关注。目前对它的设计主要还是以传统的方法为主,为了使溴化锂制冷机的结构参数达到最优,对溴化锂制冷机分别以热力系数最大且总传热面积最小,热力系数最大且冷却水流量最小等期望值为目标函数建立了优化数学模型,并编写了优化设计程序,从而得到了在这些优化目标下,制冷机结构参数的最优解。并将优化出的结果与优化前数据进行了比较,分析表明该设计对溴化锂制冷机的结构起到了合理的优化,制冷机性能得到了提高,充分说明了该优化设计的可行性和实用性。 
     溴化锂吸收式制冷机系统是在给定使用条件的前提下进行设计计算。传统的设计计算方法是借助于溴化
锂水溶液(h-ξ)图;水及水蒸汽表等热物性图表直接查出或计算出热物性参数。同时,在设计计算中还需要一些参数的假设及范围的选择,计算繁琐、查图精度受限制,特别是考虑到外部参数变化对溴化锂吸收式制冷机要求设计上与之相适应时,传统的方法显得非常困难。利用计算机模拟设计过程,结合
用户要求,组合成灵活、可变、通用性强的溴化锂吸收式制冷机系统参数设计及优化模块 。 
在溴化锂吸收式制冷循环的设计计算中,引入如下假设 : 
(1)  在每一个部件(发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器)  中都满足热力平衡条件。 
(2)  冷凝器压力同低压发生器压力相同。 
(3)  冷凝器出口的冷剂水处于饱和状态。 
(4)  蒸发器出口的冷剂蒸汽处于饱和状态。 
(5)  忽略系统中的热损失和循环泵的耗功。 
热力计算必须满足系统总质量平衡、能量平衡及系统中各设备质量平衡和能量平衡 
总质量平衡 ΣM in -Σon =0 
LiBr 质量平衡 Σ(mX)in -Σ(mX) on  = 0 
能量平衡没 Q + Σ(mh)in   - Σ(mh)  on = 0 
式中  m -质量,kg ;X  -浓度,kg/ kg。 
本论文中辅助计算程序分为三个部分:溴化锂溶液和水蒸气的热物性参数的设置;针对某特定热力循环的
热力计算和传热计算;溴化锂吸收式热力循环的参数优化分析。 在整个计算过程中要进行三次检查: 
(1)  放汽范围检查。如果由于用户给定的基本条件不合格,导致放气范围太小,或者干脆按照给定的初
始条件,计算出的浓溶液浓度比稀溶液浓度还低,需要中断程序并且给用户相应的提示。 
(2)  热平衡检查。如果通不过说明发生器和蒸发器的吸热量之和与冷凝器和吸收器的放热量之和之间偏差太大,需要调整相应的参数以保证能满足热平衡的要求。 
(3)  冷却水流量检查。即按冷凝器和吸收器分别计算出的冷却水流量,如果偏差比较大,就无法通过冷却水流量检查,可以通过调节冷却水在冷凝器和吸收器的温升来解决。