制冷机数学模型

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1、-第三章 溴化锂吸收式制冷机模型3.1 溴化锂吸收式制冷机工作原理图1.1 制冷机工作流程图 在高压发生器中，稀溶液被驱动热源加热。在较高的发生压力如下产生冷剂蒸汽，因该蒸汽具有较高的温度，又被通入低压发生器作为热源，加热低压发生器中的溶液，使之在冷凝压力下产生冷剂蒸汽。此时，低压发生器则相当于高压发生器的冷凝器。由此可见，驱动热源的能量在高压发生器和低压发生器中得到了两次利用，称为双效循环。显然，与单效循环相比，产生同等制冷量所需的驱动热源加热量减少，即双效机组的热效率比单效机组高。图1.2 单效溴化锂制冷机在制冷剂回路中，高压发生器中产生的冷剂蒸汽，在低压发生器中加热溶液后，凝结成冷剂水，

2、经节流减压后进入冷凝器，与低压发生器中产生的冷剂蒸汽一起被冷凝管内的冷却水冷却凝结成冷剂水。冷凝器中的冷剂水节流后进入蒸发器，经冷剂泵输送，喷淋在蒸发器管簇上，吸取管内冷水的热量，在蒸发压力下蒸发，使冷水温度降低，达到制冷的目的。蒸发器中产生的冷剂蒸汽流入吸收器被溴化锂溶液吸收。在溶液回路中，吸收器中的溴化锂稀溶液被溶液泵输送经高低温换热器送入高压发生器，热源加热产生制冷剂蒸汽，中间浓度溶液经高温换热器流入低压发生器继续蒸发出制冷剂蒸汽，浓溶液流出低压发生器经低温换热器回流至吸收器。冷却水回路中，冷却塔中的冷却水经冷却水泵输送至吸收器中，降低了吸收器中溴化锂溶液的温度，随之被送往冷凝器冷凝制冷

3、剂蒸汽，最后回流至冷却塔，完成一次循环。3.2 高压发生器模型高压发生器模块输入变量名称符号输出变量名称符号压力（kPa）P流入稀溶液焓（kJ/kg）hhgin稀溶液入口流量（kg/s）mhgin流出中浓溶液的焓（kJ/kg）hhgout稀溶液浓度（%）hgin水蒸气焓（kJ/kg）hhgv稀溶液入口温度（）thgin吸热（kJ/s）Qhg浓溶液出口温度（）thgout浓溶液流量mhgout浓溶液浓度（%）hgout蒸汽流量mhgvout蒸汽出口温度（）thgvout废气热量吸收效率从废气中吸收的热量：Qhg=Q,其中Q为从余热锅炉中输出的热量，为从余热锅炉吸收热量的效率.溶液质量守恒方程：m

4、hgin=mhgout+mhgv，mhgin为高压发生器溶液进口流量，mhgout为出口流量，mhgv蒸汽发生流量.溶液能量守恒方程：Qhg+mhgin*hhgin=mhgout*hhgout+mhgv*hhgv+Qsh，hhgin,hhgout为溶液的进口焓，溶液的出口焓，Qsh为筒体热熔存在而引起的热量消耗.已知温度和浓度溶液的焓公式：，an，bn，为已知的常数，t为溶液的温度，为溶液的浓度.水蒸气焓：hhg=418.68+Cpl*t1+r+Cpg*(t-t1)，其中Cpl取值为4.1868KJ(Kg.)，Cpg为过热水蒸气从t1到t时的定压平均比热容.制冷剂能量守恒方程：mhgv*hhg

5、v=mhgvout*hhgvout.总容积守恒方程：Mhgv，Mhg分别为筒体内蒸汽和溶液的质量，hgv，hg分别为蒸气密度和溶液密度，Vhg为高压发生器的总容积.3.3 低压发生器模型低压发生器模块输入变量名称符号输出变量名称符号流出浓溶液温度（）tlgout出口浓溶液焓（kJ/kg）hlgout浓溶液浓度（%）lgout产生蒸汽焓（kJ/kg）hlgv发生蒸汽温度（）tlgv吸热(kJ/s)Qlg传热系数（kJ/.）Klg出口浓溶液流量(kg/s)mlgout传热面积（）Flg蒸汽流量(kg/s)mlgv溶液质量守恒方程：mlgin=mlgout+mlgv，mlgin为低压发生器溶液进口流

6、量，mlgout为低压发生器溶液出口流量，mlgv为蒸汽发生流量.溶液能量守恒方程：Qlg+mlgin*hlgin=mlgout*hlgout+mlgv*hlgv+Qsh，hlgin，hlgout为低压发生器溶液进口焓，溶液出口焓，Qsh为筒体热熔存在而引起的热量消耗，Qlg为吸收的热量，hlgv为产生的蒸汽焓.吸收的热量：Qlg=Klg*Flg(thgv-tlgin)-0.65*(tlgout-tlgin)，Klg，Flg为低压发生器的传热系数和传热面积，tlgin，tlgout分别为溶液的入口温度和出温度.已知温度和浓度溶液的焓公式：，系数和传热面积，tlgin，tlgout分别为溶液的入

7、口温度和出温度.an，bn，为常数，t为温度，为浓度.水蒸气焓：hhg=418.68+Cpl*t1+r+Cpg*(t-t1)，其中Cpl取值为4.1868KJ(Kg.)，Cpg为过热水蒸气从t1到t时的定压平均比热容.制冷剂能量守恒方程：mlgv*hlgv=mlgvout*hlgvout.总容积守恒方程：Mlgv，Mlg分别为筒体内蒸汽和溶液的质量，lgv，lg分别为蒸气密度和溶液密度，Vlg为高压发生器的总容积.3.4 冷凝器模型冷凝器输入变量名称符号输出变量名称符号冷凝器压力(kPa)Pcon冷凝放热(kJ/s)Qcon冷却水进口温度()tcwin冷媒水出口流量(kJ/kg)mconout

8、冷却水出口温度()tcwout温度换算(K)T冷凝温度()tcon冷媒水焓(kJ/kg)hconout换热系数(kJ/.)Kcw换热面积()Fcw制冷剂质量方程：mconin=mconout，mconin为冷凝器进口蒸汽流量，mconout为冷凝器冷凝水出口流量.能量守恒方程：mconin*hconin=mconout*hconout+Qcon，hconin，hconout为冷凝器进口蒸汽焓，冷凝器冷剂水出口焓，Qcon为放出的热量即冷却水吸收的热量.放出的热量：Qcon=Kcw*Fcw(tcon-tcwin)-0.65*(tcwout-tcwin)，Kcw，Fcw为冷凝器的传热系数和传热面积

9、，tcwin，tcwout分别为冷却水的入口温度和出口温度.tcon为冷凝温度.总容积守恒方程：Mcon，Mconv分别为冷凝器内冷剂水质量和蒸汽质量，con，conv分别为冷剂水密度和冷剂蒸汽密度，Vcon为冷凝器的总容积.蒸汽和溶液焓的方程式与上面相同3.5 蒸发器模型蒸发器输入变量名称符号输出变量名称符号蒸发器压力（kPa）Pev温度换算(K)T1冷媒水进口温度（）tevin蒸发蒸汽焓（kJ/kg）hevout制取冷量(kJ/s)Qsh制冷剂质量方程：mgvin=mgvout，mgvin为蒸发器制冷剂进口流量，mgvout为蒸发器冷凝蒸汽出口流量.能量守恒方程：mgvin*hgvin=m

10、gvout*hgvout+Qsh，hgvin，hgvout为蒸发器进口蒸汽焓，冷凝蒸汽出口焓，Qsh为吸收的热量即制取的冷量.焓的公式求取如上一致.3.6 吸收器模型吸收器输入变量名称符号输出变量名称符号出口稀溶液温度（）tabout冷却水吸热（kJ/s)Qab冷却水管的质量（kg）mcw吸收蒸汽流量(kg/s)mabv冷却水比热（kJ/kg.）cwp流出稀溶液流量(kg/s)mabout低温换热器出口温度T3制冷性能系数高温换热器出口温度T4溶液质量守恒方程：mabout=mabin+mabv，mabin为吸收器溶液进口流量，mabout为吸收器溶液出口流量，mabv为进入吸收器内蒸汽流量.溶液能量守恒方程：Qab+mabout*habout=mabin*habin+mabv*habv，habin，habout为吸收器溶液进口焓，溶液出口焓，Qab为放出的热量即冷却水吸收的热量，habv为流入的蒸汽焓.放出的热量：Qab=mcw*cwp(tcwout-tcwin)，mcw，cwp为冷却水管的质量，冷却水的比热，tcwin，tcwout分别为冷却水的入口温度和出口温度. z.