溴化锂吸收式制冷循环的计算机模拟及优化研究

    1前言

    溴化锂吸收式制冷机是以溴化锂溶液为工质,以各种热能为动力的制冷设备,在为保护臭氧层而限制生产CFC制冷工质和电力供应日趋紧张的今天,耗电少、不含 CFC的溴化锂吸收式制冷机的研制和应用越来越受到人们的关注。在溴化锂吸收式制冷机设计计算过程中,由于溴化锂溶液的物理性质需要查阅大量的图表,同时 需要使用大量的经验公式,计算繁琐,工作量大。开发计算机辅助设计程序可以大大减少工作量,非常有现实意义。

    2模拟程序的计算方程及组成

    2.1基本假设

    在溴化锂吸收式制冷循环的设计计算中,引入如下假设:

    (1)在每一个部件(发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器)中都满足热力平衡条件。

    (2)冷凝器压力同低压发生器压力相同。

    (3)冷凝器出口的冷剂水处于饱和状态。

    (4)蒸发器出口的冷剂蒸汽处于饱和状态。

    (5)忽略系统中的热损失和循环泵的耗功。

    2.2基本控制方程

    热力计算必须满足系统总质量平衡、能量平衡及系统中各设备质量平衡和能量平衡[1],即:

    总质量平衡Σm_in-Σm_out=0

    LiBr质量平衡Σ(mX)_in-Σ(mX)_out=0

    能量平衡Q+Σ(mh)_in-Σ(mh)_out=0

    式中 m—质量,kg;

    X—浓度,kg/kg。

    2.2.1 溴化锂溶液热物性参数设置

    关于溴化锂水溶液热物性的经验公式采用Patter-son文献中的公式[2],Patterson公式是在McNeely经验公式[3]的基础上发展而 来的。Patterson公式的适用范围为浓度0<X<70%,温度0<T<180℃。

    (1)饱和溴化锂溶液的温度-浓度的关系

    式中 t—压强P时,溴化锂溶液的饱和温度;

    t1—压强P时,水的饱和温度(露点温度)。

    (2)溴化锂溶液的热物性方程

    Aij为不同的溴化锂溶液热物性参数取不同的值。

    2.2.2 水和水蒸气的热物性设置

    (1)水的饱和蒸汽压力(单位:Pa)

p=exp(23.196452-3816.44/(t+273.15-46.13))

    (2)水的露点温度(单位:℃)

    (式中C =7.05,D =-1596.49,E =-104095.5)

    (3)水与水蒸气的焓值

 H_f=411868×(1.001T_DEW-0.01)