エジェクタ内相変化の物理機構モデル構築と最適冷媒探索

喷射器内相变物理机理模型的构建及最佳制冷剂的寻找

基本信息

批准号：
17H03537
负责人：
小山繁
金额：
$ 10.48万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

H29年度は，混合冷媒を用いたエジェクタサイクルの様々な動作環境における性能をシミュレーションによって評価した．他の研究グループにより提案されている既存のモデルを元に，混合冷媒を用いた場合のエジェクタ内の質量流量比を計算するようにそのモデルに改良し，質量流量比およびCOPを計算した．単一作動媒体を用いたエジェクタ冷凍サイクル（ERC）と混合冷媒を用いたエジェクタ冷凍サイクル（BERC）について，シミュレーションで予測された性能を比較した結果，次の知見を得た． (1) ERC，BERCともにジェネレータ温度および蒸発器温度が上昇すると，質量流量比が増加し，凝縮器温度が上昇すると質量流量比は減少する．(2) ジェネレータ温度，蒸発器温度，凝縮器温度の中で，凝縮器温度の変化が最も質量流量比に影響を与える．(3) ERCにおいて，質量流量比は冷媒の気液密度比によって影響を受ける．(4) ERCとBERCを比較して，1種類の冷媒のみを用いるより，2種類の冷媒を用いる方がシステムの効率が上がる．(5) 各種損失係数は，質量流量比に大きく影響する．(6) 最も影響を与える損失係数は，混合部での損失係数である．一方，本計算は，各種損失係数を固定して質量流量比を算出しているため実際のサイクルとの差異が生じる可能性がある．損失係数は，エジェクタの形状や使用する冷媒によって異なる．特に，混合冷媒の場合の損失は単一冷媒の場合と比較して，実際の物理的機構はより複雑であると思われる．そのため，次年度以降は損失係数をより正確に予測するためのモデル構築を実施する．

2011年度，我们通过模拟评估了使用混合制冷剂的喷射器循环在各种运行环境下的性能。在另一个研究组提出的现有模型的基础上，对该模型进行了改进，计算使用混合制冷剂时喷射器中的质量流量比，并计算了质量流量比和COP。对使用单一工作介质的喷射器制冷循环（ERC）和使用混合制冷剂的喷射器制冷循环（BERC）的模拟预测的性能进行比较，得到以下结论。 (1) 对于ERC和BERC，当发生器温度和蒸发器温度升高时，质量流量比增大，而当冷凝器温度升高时，质量流量比减小。 (2) 在发生器温度、蒸发器温度和冷凝器温度中，冷凝器温度的变化对质量流量比的影响最大。 (3) 在ERC中，质量流量比受制冷剂气液密度比的影响。 (4) 比较ERC和BERC，使用两种制冷剂比仅使用一种制冷剂提高了系统效率。 (5)各种损失因素对质量流量比影响很大。 (6) 影响最大的损失系数是混合段的损失系数。另一方面，该计算是通过固定各种损失系数来计算质量流量比，因此可能与实际循环存在差异。损失系数根据喷射器的形状和使用的制冷剂而变化。特别是，混合制冷剂情况下的实际损失物理机制似乎比单一制冷剂情况下更复杂。因此，从明年开始，我们将建立一个模型来更准确地预测损失系数。