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1、密級：學(xué)校代碼：10069類型：應(yīng)用基礎(chǔ)研究學(xué)號：Y20120170TIANJINUNIVERSITYOFCOMMERCE碩士學(xué)位論文膜式除濕空氣制冷系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)研宄SimulationandExperimentalStudyonthePerformanceofAirCycleRefrigerationSystemUsingMembraneDehumidification專業(yè)制冷及低溫工程研宄生郭曉輝指導(dǎo)教師郭憲民‘^一.--^二一一.天津商業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二〇一五年六月分類號：學(xué)校代碼：10069密級：研究生學(xué)號：Y201
2、20170膜式除濕空氣制冷系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)研究SimulationandExperimentalStudyonthePerformanceofAirCycleRefrigerationSystemUsingMembraneDehumidi?cation研究生姓名：郭曉輝專業(yè)名稱：制冷及低溫工程指導(dǎo)教師姓名：郭憲民教授論文提交日期：2015年6月學(xué)位授予單位：天津商業(yè)大學(xué)獨(dú)創(chuàng)性聲明及使用授權(quán)聲明一、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人所撰寫的學(xué)位論文是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研宄成果。除已明確標(biāo)注或得到許可外，所撰寫的學(xué)位論文中不包含他人己申
3、請學(xué)位或其他用途所使用過的成果，不包含其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果，本人的指導(dǎo)教師對此進(jìn)行了審定。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，本人己在文中做出明確的說明并表示謝意。如有不實(shí)，本人承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。二、學(xué)位論文及研宄成果使用授權(quán)聲明本人同意授權(quán)天津商業(yè)大學(xué)以非贏利方式保存、使用本人的學(xué)位論文的電子版及紙質(zhì)版。授權(quán)天津商業(yè)大學(xué)將本論文的全部內(nèi)容或部分內(nèi)容提供給有關(guān)方面編入數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、出版及提供信息服務(wù)。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。本人在校期間取得的研宄數(shù)據(jù)、相關(guān)成果等知識產(chǎn)權(quán)歸天津商業(yè)大
4、學(xué)所有。注：涉及保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)。學(xué)位論文作者簽字:曰期:如一年6月丨S日摘要空氣制冷系統(tǒng)以天然工質(zhì)空氣作為制冷劑，具有不可替代的獨(dú)特優(yōu)勢，然而由于其COP偏低，所以并未得到廣泛應(yīng)用。另外，空氣制冷系統(tǒng)水蒸氣在渦輪中冷凝結(jié)冰對渦輪乃至整個(gè)系統(tǒng)危害極大。因此，為進(jìn)一步改善空氣制冷系統(tǒng)的性能，本文應(yīng)用膜除濕器對低溫空氣制冷速凍系統(tǒng)進(jìn)行集中除濕，在保障良好除濕性能的同時(shí)降低整個(gè)系統(tǒng)能耗，提高系統(tǒng)的COP。采用集總參數(shù)法建立膜除濕空氣制冷系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，在相同工況條件下分別對三種不同回?zé)崃鞒痰南到y(tǒng)性能進(jìn)行仿真，分析膜
5、除濕器和不同回?zé)崃鞒虒ο到y(tǒng)性能的影響。在仿真的基礎(chǔ)上，對三種不同回?zé)崃鞒痰哪こ凉窨諝庵评湎到y(tǒng)的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，以驗(yàn)證仿真結(jié)果；同時(shí)，將膜除濕空氣制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)性能與采用分子篩除濕的空氣制冷系統(tǒng)性能進(jìn)行了對比，得出如下結(jié)論：（1）與分子篩除濕的空氣制冷系統(tǒng)相比，膜除濕空氣制冷系統(tǒng)顯著減少了渦輪中水蒸氣的冷凝量，且膜除濕系統(tǒng)的功耗小于分子篩除濕系統(tǒng)功耗，COP高于分子篩除濕系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對于二級回?zé)崃鞒滔到y(tǒng)，在壓氣機(jī)進(jìn)口壓力為200kPa工況下，膜除濕系統(tǒng)的水蒸氣冷凝量和功耗比分子篩除濕系統(tǒng)分別減少了約51%和20%，而C
6、OP提高了約22%。膜除濕系統(tǒng)保障系統(tǒng)除濕性能的同時(shí)，還能夠降低系統(tǒng)功耗，提高系統(tǒng)COP。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對于膜除濕器，其出口含濕量隨著進(jìn)氣壓力的升高、總流量的減少及反掃比的增大而降低。在總流量為0.12kg/min、反掃比為20%、進(jìn)氣壓力為600kPa工況條件下，膜除濕器出口含濕量約為0.29g/kg。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對于膜除濕空氣制冷系統(tǒng)，回?zé)崃鞒炭梢栽黾酉到y(tǒng)制冷量，提高系統(tǒng)COP，且二級回?zé)崃鞒虒ο到y(tǒng)的改善效果更加明顯。在壓氣機(jī)進(jìn)口壓力為200kPa工況下，二級回?zé)崃鞒滔到y(tǒng)制冷量和COP約為3200W和0.18，
7、比無回?zé)崃鞒谭謩e提高約78%和80%。（4）仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的趨勢是一致的，但數(shù)值上存在一定的誤差。在壓氣機(jī)進(jìn)口壓力為200kPa工況下，二級回?zé)崃鞒痰哪こ凉窨諝庵评湎到y(tǒng)COP和渦輪中水蒸氣的冷凝量的誤差分別約為10%和18%。對于膜除濕器，在總流量為0.18kg/min、進(jìn)氣壓力為400kPa工況下，膜除濕器出口含濕量的誤差約為20%。關(guān)鍵詞：膜除濕；空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)；二級回?zé)?；除濕性能；COPABSTRACTWithnaturalworkingfluidasrefrigerant,theairrefrigerationsy
8、stemisofirreplaceableadvantages.ButitisnotusedwidelybecauseofitslowCOP.Inaddition,thewatervaporinthecompressedaircondensesorfreezes
