回热对低温大质流密度实验系统能耗影响

作者：徐振军; 张瑞凤; 陈嘉祥; 张晓慧; 密晓光; 陈杰; 陈林

来源：吉林大学学报（工学版）, 2022, 1-7.

DOI：10.13229/j.cnki.jdxbgxb20210206

• 动力工程及工程热物理
• 低温大质流密度
• 回热
• 能耗

大功率超低温制冷系统换热器内的大质流密度流动传热特性直接决定着低温能量的输出产能和效率。本文以绕管式换热器为测试件，设计搭建了带回热的大质流密度流动传热特性实验系统。该实验系统包括主测试循环回路、冷却回路、控制系统和安全通风系统。本实验系统能够覆盖的实验工况范围为蒸发压力0.15～0.85 MPa、质流密度20～120 kg·m~(-2)·s~(-1)、干度0～1.0和热流密度2～10 kW·m~(-2)，温度可达-180 ℃。构建了实验系统热力学模型，获得了实验工况条件下各节点温度、压力数据和设备负荷参数。对该系统能耗进行了对比分析，研究发现，有回热系统在各个干度情况下都比无回热系统的能耗低，干度为0.1时，能耗减少75%，在干度为0.5时，能耗减少43%，在干度为1时，能耗减少3%。

• 单位
  青岛农业大学; 中国科学院大学; 建筑工程学院; 航空宇航学院; 中国科学院工程热物理研究所