[发明专利]一种跨临界CO2制冷循环中喷射器的扩压室效率的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷射器的扩压室工作效率的评价方法，尤其是涉及一种跨临界CO₂制冷循环中喷射器的扩压室效率的评价方法。

背景技术

由于能源紧张以及环境污染严重，寻求各种环境友好型、可持续型能源，发展节能技术事在必行。CO₂以其独特的热物理性质和环境友好性能受到很多学者的重视。然而，由于其临界温度只有31.1℃，由其构成的跨临界循环系统的高低压两侧的压力差将达到7MPa，而且过热损失和节流损失都比较大。其中，如何减少系统节流损失成为提高CO₂制冷系统的性能系数(COP)的一个重要研究内容。

国内外学者通过理论分析和实验验证，提出运用喷射器可以减少膨胀过程的节流损失，回收部分压力能。而且喷射器具有结构简单、成本低、无运动部件、适应两相流工况等优点。目前，许多学者对CO₂蒸气压缩/喷射制冷循环进行了一些理论分析研究，得出理论上系统性能系数COP比简单循环提高了20％以上。

大多研究者分析时，假设在喷射器中，理想循环过程与实际循环过程的喷射器扩压室出口压力相同；然而在喷射器内部存在复杂的紊流混合过程、摩擦损失和出现壅塞现象等因素，实际循环过程喷射器扩压室出口压力与理想循环过程喷射器扩压室出口压力会有所不同。因此，传统基于理想循环过程与实际循环过程的喷射器扩压室出口压力相同条件下所作的评估跨临界CO₂制冷循环中喷射器的扩压室效率评估结果就不够可靠。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种跨临界CO₂制冷循环中喷射器的扩压室效率的评价方法，通过利用压力系数来评价喷射器的扩压室效率，能够更合理更准确的评价喷射器内部复杂的紊流混合过程，确定出摩擦损失和壅塞现象对扩压室工作效率的影响。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

本发明跨临界CO₂制冷循环中喷射器的扩压室效率的评价方法，所述的喷射器主要包括喷嘴、扩压室和混合室，该评价方法包括如下操作步骤：

1)先忽略喷射器进出口流体动能，忽略引射流体在引射喷嘴内的压力降，假设混合室内为等压混合过程；

2)然后采用如下步骤得到压力系数：

a.输入喷嘴进口的温度T₁、压力p₁，蒸发器温度T₂以及喷嘴效率h_p；

b.通过制冷物性参数软件refprop8.0查询喷嘴进口焓值h₁＝h(T₁,p₁)、熵值S₁＝S(T₁,p₁)，喷嘴的理想出口焓值h_2s＝h(T₂,S₁)和引射流进口饱和蒸汽焓值h₃＝h(T₂)；

c.依次计算喷嘴的实际出口焓值h₂＝h₁-h_p(h₁-h_2s)和实际出口流速u2=2(h1-h2);]]>

d.预设喷射系数μ的初值，依次计算

扩压室进口流速u₅＝u₂/(1+μ)，喷射器出口焓值h₆＝(h₁+h₃*μ)/(1+μ)，扩压室进口焓值h₅＝h₆-(u₅)²/2；