CO2两相流引射循环制冷系统性能的数值模拟

　　基金项目：天津市应用基础及前沿技术研究计划重点项目资―），女，硕士研究生。300134，天津商业大学天津市制冷技术重点为随着引射比的变化引射器出口干度x5和压力尸5的变化情况的模拟计算引射器出口压力和干度呈现增大的趋势，本文结果和结果相比较而言，在相同的引射比下出口压力及干度的值小，尤其是出口压力值降低了很多，这说明改进后的系统模型与实际情况更相近了。
　　2.2系统稳定运行最佳引射比当从气液分离器出来的气相与液相质量流量与引射比达到平衡时，则压缩机吸入的全部为气体，辅助蒸发器的制冷量为零，系统处于稳态工况，此时的引射比本文称之为最佳引射比。对应不同的工况，使辅助蒸发器制冷量为零的引射比，即最佳引射比的值是不同的。、所示分别不同工况气冷器出口温度：蒸发温度：5高压侧压力：9.0MPa混合室直径：10图高压侧压力（MPa）高压侧压力对系统COP的影响下，最佳引射比的变化情况。
　　从、中可以得到：随着气冷器出口温度的升高，最佳引射比数值会略有减小；同时随着高压侧压力的上升，最佳引射比数值有明显增大的趋势。这说明C2系统的最佳引射比对工况变化情况敏感，并表现为在较小的引射比条件下系统即可达到稳定运行，即辅助蒸发器不参与制冷循环；随着引射比的增加，辅助蒸发器的制冷量迅速地减小，直到为零；且在气冷器出口温度越高、高压侧压力越低的工况下，辅助蒸发器的制冷量越小，这说明该系统在较恶劣的工况下也能稳定运行，分析产生这现象的原因有可能依然来自超临界流体的特殊物理性质。
　　引射比u不同气冷器出口温度对最佳引射比的影响2.2系统变工况性能模拟结果分析在不同气冷器出口温度和高压侧压力条件下对系统COP进行模拟了计算，结果如如所示。
　　所示为高压侧压力变化对系统COP的影响。从图中可以看到，在气冷器出口温度不变的情况下，随着高压侧压力的增加，系统COP先增加后减小，且存在最优高压侧压力，使系统COP达到的最大值；在相同高压侧压力下，气冷器出口温度越低，系统COP越大；随着气冷器出口温度的升高，图中四条曲线的最高点是向右移动的，即最佳高压侧压力是逐渐提高的。
　　气冷器出口温度（K）气冷器出口温度对系统COP的影响高压侧压力（MPa）：引射比：0.5混合室直径：10mm为气冷器出口温度的变化对系统COP的影响。从图中可以看到，随气冷器出口温度的上升，系统COP不断下降，即气冷器出口温度越低，系统COP越高；而且高压侧压力越小，系统COP随着气冷器出口温度的升高下降的速度越快，即图中高压侧压力为8.5MPa对应的曲线，系统COP降低得最快，也就是说高压侧压力越小，两相流引射制冷循环系统COP对气冷器出口温度的变化越敏感。
　　2.3引射循环制冷系统与传统系统性能对比在相同工况条件下对CO2引射循环制冷系统和传统跨临界循环制冷系统性能分别进行了模拟计算，模拟结果如和所示。
　　气冷器出口温度对系统性能的影响为气冷器出口温度对C2引射循环制冷系统和传统跨临界循环制冷系统COP的影响。从图中可以看出：随着气冷器出口温度的升高，两个系统的COP都是降低的，在相同的气冷器出口温度下，两相流引射制冷循环系统性能比传统制冷循环的系统性能在理论上可提高65%左右。
　　篼压侧压力（MPa）高压侧压力对系统性能的影响为高压侧压力对C2引射循环制冷系统和传统跨临界循环制冷系统COP的影响。从图中可以得到：随着高压侧压力的增大，两个系统的性能都呈现先增大后减小的趋势，引射系统循环性能普遍高于传统系统，理论上COP可提高65%左右；对引射系统而言，在气冷器一侧存在气冷器出口温度与高压侧压力的合理匹配问题。
　　3结论本文在的基础上考虑了引射器内部流动损失，改进了系统模型，对两相流引射制冷循环引射器及系统进行了模拟计算。
　　分析模拟结果得到如下结论：依据系统稳定运行判据，确定了使CO2系统稳定运行的最佳引射比。通过模拟计算发现，CO2两相流引射循环制冷系统在较低的引射比条件下就可以实现临界稳定运行；在不同工况条件下，使CO2系统稳定运行的最佳引射比的取值差异较大，说明本系统对引射比的变化更敏感；在相同工况条件下，与传统等焓节流制冷循环相比，CO2两相流引射循环制冷系统的COP均高于传统循环，理论上最大可提高65%；同时验证了CO2两相流引射制冷循环系统也存在不同的气冷器出口温度对应不同的最优高压侧压力。