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在設定完仿真環境設定和全局規定,搭建完仿真流程圖和設定完初始參數和變量之後,需要進行仿真流程的收斂分析。 軟體中子產品的計

作者:曆史安利官

在設定完仿真環境設定和全局規定,搭建完仿真流程圖和設定完初始參數和變量之後,需要進行仿真流程的收斂分析。

軟體中子產品的計算方法為序貫子產品法。

序貫子產品法依照一定的計算順序依次進行求解,流程中包含循環物流的情況需進行反複疊代計算,直至循環收斂。

對于含有循環回路的流程需要定義斷裂物流,來實作循環物流的收斂。

本次高溫熱泵蒸汽機仿真模拟涉及兩個循環物流分别是工質循環和汽水循環,是以需要定義兩個撕裂物流。

在定義撕裂物流之前需要選擇收斂方法和收斂參數設定。

由于仿真涉及多個循環物流且循環回路互相影響,是以選用布洛伊頓拟牛頓法較為适合。

流程最大選代次數為30次,操縱變量容差0.0001,在第一次加速疊代前直接疊代次數為2次。

撕裂物流賦初值,如遇到流程不收斂的情況,口将Wait值增大為4,改變新裂物流容差,增大最大疊代計算次數或者換用韋格斯坦法等方法來解決。

以上方法調試之後循環物流依然不收斂時,可以适當調整撕裂物流初始值來滿足循環物流收斂。

循環物流收斂分析結束之後,運作整個高溫熱泵蒸汽機仿真模拟流程,流程收斂則完成了一次靜态模拟仿真。

然後在給水溫度70、75、80、85℃四個工況下,設定流程變量,工質品質流量從7.36t/h變化到11.96t/h,閃蒸負壓0.75bar變化到0.95bar,研究工質流量變化和閃蒸負壓變化對熱泵蒸汽機制熱性能和運作穩定性的影響。

換用除R245fa以外的4種工質,研究不同工質下熱泵蒸汽機的運作特性。

本章節以軟體為基礎,詳細闡述了高溫熱泵蒸汽機系統的整個仿真流程的建立。

仿真流程的建立主要包括三部分:軟體環境設定、熱泵蒸汽機參數設定、循環物流收斂分析。

軟體環境設定包括仿真外界環境設定、組分資訊、物性方法選擇、設定全局規定、建立仿真流程圖。

高溫熱泵蒸汽機參數設定包括各子產品(換熱器、壓縮機、膨脹閥、水泵)參數設定,初始參數設定,流程變量設定。

循環收斂分析包括設定撕裂物流、确定收斂方法、調整收斂參數。

工質流量和閃蒸負壓設定為流程變量,研究它們對熱泵蒸汽機制熱性能的影響,在此基礎上換用除R245fa以外的4種工質,研究不同下質下高溫熱泵蒸汽機的運作特性。

高溫熱泵蒸汽機仿真實驗在給水溫度70到85°℃條件下進行,給水溫度在下列各圖中用Tn表示。

閃蒸負壓保持0.95bar不變,工質選用R245fa時,模拟了工質流量從7.36t/h增加到11.96t/h,熱泉蒸汽機主要參數(系統耗功、COP值、閃蒸率、蒸汽溫度)随之變化的情況。

完成仿真實驗後,将仿真資料導出,然後利用Origin畫圖軟體繪制變化關系曲線。

主要研究R245fa工質,因為該工質為無色透明易流動液體,易揮發,不易燃且易擷取,應用較為廣泛。

在高溫熱泉系統中,該工質在較高冷凝溫度下,冷凝壓力相對其它工質較低,适用于現有熱泵系統,是以選為主要研究工質。

水溫度不變時,随着工質流量的增大系統耗功随之增加,工質流量不變時,給水溫度越高系統耗功越少。

熱泵慕汽機系統功耗包括壓縮機耗功和水泵耗功,根據公式,工質流量的增加使得壓縮機耗功增大進而系統耗功随之增加,同時工質流量的增大使得壓縮機進氣壓力升高,導緻了系統耗功增幅變大。

當工質流量不變時,給水溫度升高,使得工質蒸發後的溫度和壓力升高,是以壓縮機進氣溫度和壓力升高,相同排氣壓力下壓縮機的耗功降低,進而降低了系統耗功。

水溫度不變時,随着工質流量的增加,COP值變化曲線存在極大值點,即熱泵蒸汽機制熱效率存在最優值。

Tin等于70℃,當工質流量達到9.2t/h,COP達到最優值2140:Tn等于75℃,當工質流量達到10.2t/h,COP達到最優值2.227;Tn等于80℃,當工質流量達到最優值2.307;Tin等于85℃,當工質流量達到11.1t/h,COP達到最優值2.389。

由此可見,給水溫度不變時,熱泉水汽機COP均存在最優值,電式2-12日知,由子質流量過小會導緻循環水從熱泵冷凝器吸收的熱量減少,進而降低熱泵制熱效率,工質流量過大會導緻系統功耗顯著增加,進而降低熱泵制熱效率。

參考文獻:王明濤,劉煥衛,張百浩.瓦斯機熱泵供熱性能規律的理論和實驗研究[J].化工學報2015(10):3834-3840

在設定完仿真環境設定和全局規定,搭建完仿真流程圖和設定完初始參數和變量之後,需要進行仿真流程的收斂分析。 軟體中子產品的計
在設定完仿真環境設定和全局規定,搭建完仿真流程圖和設定完初始參數和變量之後,需要進行仿真流程的收斂分析。 軟體中子產品的計
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