深冷混合工质节流制冷原理及应用

序言前言

符号说明

第1章 绪论

1-1 节流效应及节流制冷的基本原理

1-1-1 节流效应

1-1-2 节流制冷的基本构成及工作原理

1-2 深冷混合工质节流制冷机的发展历史概况

1-2-1 国际上混合工质节流制冷技术发展概况

1-2-2 国内混合工质节流制冷技术发展概况1-3 深冷混合工质节流制冷技术研究现状

1-3-1 混合工质物性

1-3-2 相平衡特性

1-3-3 部件特性

1-3-4 循环流程

1-3-5 混合工质节流制冷机动态特性及控制措施

1-3-6 深冷混合工质节流制冷应用产品

参考文献

第2章 节流制冷工质

2-1 工质热物理性质

2-1-1 流体压力-体积-温度关系

2-1-2 热力学性质

2-1-3 迁移性质预测

2-2 节流制冷工质筛选

2-2-1 混合工质候选纯质组元的筛选要求2-2-2 纯工质组元及其基本热物性数据

2-3 工质节流制冷效应

2-3-1 实际气体的节流制冷效应

2-3-2 实际气体工质的混合效应

参考文献

第3章 混合工质相平衡特性

3-1 混合工质相平衡基础理论

3-1-1 汽液相平衡热力学基础

3.1.2 汽液相平衡计算方法

3-1-3 汽液液相平衡热力学基础

3-1-4 液固相平衡热力学基础

3-2 混合物的相平衡计算分析

3-2-1 深冷混合物中二元体系的汽液相平衡计算

3-2-2 混合物的汽液液相平衡计算

3-2-3 混合物的液固相平衡计算3-3 混合物的汽液(液)相平衡实验研究

3-3-1 实验方法及装置

3-3-2 部分混合物组元的相平衡实验数据及其关联

参考文献

第4章 深冷混合工质节流制冷循环的优化分析

4-1 基于混合工质最小等温节流效应的节流制冷循环热力优化分析

4-1-1 一次节流制冷循环流程结构

4-1-2 基于等温节流效应的一次节流制冷循环热力性能描述

4-1-3 混合工质一次节流循环优化设计

4-2 混合工质回热式节流制冷循环的热力学模型及流程模拟

4-2-1 混合物工质节流制冷循环工艺流程结构

4-2-2 各设备单元及整机系统的热力学模型

4-2-3 热力学模型求解和流程模拟计算方法

4-3 理想热力学工况下流程模拟和优化分析

4-3-1 一次节流循环(Cycle A)模拟及优化4-3-2 带一级汽液分离器的内复叠循环(Cycle B)模拟及优化

4-3-3 带二级分离器的分离循环(Cycle D)及分离级数的影响

4-3-4 分离循环中几个重要参数的分析

4-3-5 分凝分离循环(Cycle E)的热力分析

4-4 实际不可逆因素对理想热力学工况模拟结果的修正

4-4-1 各不可逆因素引起的技术损失对循环性能的影响

4-4-2 同时考虑固有损失及技术损失的制冷循环优化计算

4-5 对分布热负荷混合工质一次节流制冷循环的分析

4-6 带预冷的混合工质一次节流循环热力性能分析

参考文献

第5章 混合工质回热换热器工作特性

5-1 混合工质回热换热器热力过程

5-1-1 混合制冷剂热当量对回热热力过程的影响

5-1-2 混合工质回热换热器典型传热过程

5-2 典型混合物在管套管式回热换热器工作特性实验研究

5-2-1 实验装置5-2-2 实验结果

5-2-3 实验结果分析

5-3 混合工质回热换热器传热和流动模型

5-3-1混合工质换热器传热的物理数学模型

5-3-2混合工质换热器内流动的物理数学模型

5-3-3 混合物工质逆流换热器的流动及传热模拟算例

参考文献

第6章 深冷混合工质制冷系统的压缩机及节流元件

6-1 应用于深冷混合工质节流制冷系统的压缩机

6-1-1 活塞压缩机

6-1-2 滚动转子式压缩机

6-1-3 涡旋压缩机

6-1-4 螺杆压缩机6-1-5 离心压缩机

6-2 深冷混合工质节流制冷系统的节流元件工作特性

6-2-1 制冷系统中节流元件的概况

6-2-2 室温下氮气在毛细管内流量特性的理论分析和实验研究

6-2-3 深冷多元混合工质在毛细管内流动的理论模型

6-2-4 深冷多元混合工质毛细管内流量特性的实验研究

6-2-5 毛细管室温流量特性与深冷流量特性的关联

6-2-6 一种压差控制的自适应节流膨胀阀

参考文献

第7章 混合工质浓度动态变化特性研究

7-1 油润滑压缩机驱动的混合工质浓度动态变化特征实验揭示

7-1-1 实验系统

7-1-2 实验结果和分析7-1-3 工质浓度变化特性的进一步分析

7-1-4 混合物浓度变化对制冷机性能的影响

7-2 液相积存造成多元混合制冷剂浓度变化研究

7-2-1 无油润滑压缩机驱动混合工质节流制冷机变浓度实验研究

7-2-2 混合物液相积存致浓度偏析的模型分析

7-3 润滑油溶解造成混合物浓度变化的研究

7-3-1 与润滑油互溶的气液相平衡实验研究系统

7-3-2 制冷剂与异三十烷的溶解度实验结果及分析

7-3-3 R134a、C3H8、iC4H10与POE32、3GS的气液相平衡实验

7-3-4 混合工质与矿物油3GS的溶解平衡研究

7-3-5由基团贡献法获取PR方程中kij系数来预测制冷剂与润滑油的溶解平衡

参考文献

第8章 混合工质节流制冷机的性能研究

8-1 微小型混合工质节流制冷器

8-1-1 液氮温区普通单级油润滑压缩机驱动的微小型节流制冷器8-1-2 微型压缩机驱动的微型混合工质节流制冷器

8-1-3 开式混合工质微小型节流制冷器

8-1-4 基于MEMS技术的超微型节流制冷器(MMR)简介

8-2 小型深冷混合工质节流制冷机

8-2-1 实验样机研制及测试系统

8-2-2 150~200K温区实验结果及分析

8-2-3 100~150K温区不同流程布置实验结果及分析

8-3 系列混合工质节流制冷深冷冰箱技术

8-3-1 系列单压缩机深冷冰箱

8-3-2 -186?C 双压缩机低温冰箱

8-4 混合工质制冷小型撬装天然气液化装置

8-4-1 煤层气资源特色及液化技术进展情况

8-4-2 日液化10吨级可移动式煤层气/天然气撬装液化装置研制及其性能测试

参考文献

索引

利用实际气体的节流制冷效应实现制冷是人类最早采用的主动制冷方式之一。至今节流制冷历经近200年的应用发展历史，成为制冷与低温工程领域应用最为广泛的两种方式之一(节流与膨胀)。与其他流体制冷方式相比，流体介质的节流膨胀元件简单可靠，且系统构成灵活多样，因此节流制冷技术应用广泛。近年来，我国在天然气、煤层气及页岩气等广义天然气资源的开发利用方面发展迅猛，尤其是在上述资源气体的液化集输方面。本书阐述的深冷混合工质节流制冷技术是国际范围内天然气液化领域的主导制冷技术，本书作者目前也正在集中开展基于深冷混合工质节流制冷技术的小型撬装天然气液化装置成套技术的研发工作。希望本书的出版能够对我国在天然气液化技术自主化发展方面的起到一点促进作用。此外，国内目前在深冷领域诸多应用方面发展较快，其中包括深冷冰箱、高低温试验箱、低温冷冻干燥等等产业领域，而深冷混合工质节流制冷技术在上述应用当中具有明显的优势，希望本书的内容对上述相关领域的从业者们有所帮助。另外本书也可以作为制冷与低温工程学科高年级本科生及研究生的选修课程教材及参考书。