亚洲一区二区三区av激情_97精品国产精品自在线看超_a国产在线v的不卡视频_在国产线视频a在线视频_国产精品女人一区二区三区_久久久综合九色综合_亚洲va日韩va欧美乳动漫

返回主站|會員中心|保存桌面|手機(jī)瀏覽
成都中冷低溫科技有限公司

成都中冷低溫科技有限公司

低溫設(shè)備的研發(fā);軟件開發(fā)及技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓；計...

服務(wù)咨詢熱線：

***********

聯(lián)系方式
  • 聯(lián)系人：羅林波
  • 電話：***********
  • 手機(jī)：***********
站內(nèi)搜索
 
新聞中心

  • 基于遺傳算法的20K氦制冷機(jī)的優(yōu)化設(shè)計及其熱力學(xué)分析

    2020-12-30
            近年來，隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展、太空探索等科學(xué)項(xiàng)目的需要，氦制冷/液化系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用。大型氦制冷系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)部件較多，流程復(fù)雜且功耗大，因此建造的較少，這方面的理論模擬和研究工作也相對較少，并且很多研究成果和結(jié)論只適用于特定的流程結(jié)構(gòu)，不具備通用性。為了減少系統(tǒng)熱力計算量，且快速找到使得系統(tǒng)性能優(yōu)的組合解，本文采用遺傳算法對一臺已有的氦制冷機(jī)進(jìn)行優(yōu)化分析，得到了對實(shí)際系統(tǒng)有指導(dǎo)意義的結(jié)論。


              研究的系統(tǒng)流程簡圖在圖1中給出。該流程采用液氮預(yù)冷，一個制冷級含有一臺透平膨脹機(jī)和節(jié)流閥，這里節(jié)流閥的安裝是必須的，首先可以在變工況的情況下調(diào)節(jié)進(jìn)入膨脹機(jī)的工質(zhì)流量以控制膨脹機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)速，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；其次是可以通過調(diào)節(jié)閥門的開度來調(diào)節(jié)膨脹機(jī)的進(jìn)口壓力，從而可以很好地適應(yīng)系統(tǒng)有無液氮預(yù)冷的工況。 

     


    熱力學(xué)計算：

    系統(tǒng)假設(shè)：

    （1）換熱器熱端壓降為2 kPa，冷端壓降為1 kPa；

    （2）透平等熵效率為70%，且不隨壓力和溫度等變化；

    （3）系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

            系統(tǒng)的制冷系數(shù)定義為：

    式中：Q為制冷量，kW；W為壓縮機(jī)功耗，kW。

    工質(zhì)的比定義為：

    式中：h和s分別為工質(zhì)的比焓和比熵，T0是參考溫度（300 K），h0和s0分別為參考狀態(tài)下工質(zhì)的比焓和比熵（T=300 K，P0=101 kPa）。

    壓縮機(jī)、冷箱以及系統(tǒng)的效率分別為：

    式中：m為壓縮機(jī)入口流量，mLN為液氮耗量。

     

    主要參數(shù)的熱力學(xué)分析：        

    （1）膨脹比對系統(tǒng)效率的影響

     

     

    （2）系統(tǒng)入口壓力對系統(tǒng)效率的影響

     

          

    遺傳算法優(yōu)化參數(shù)

            遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機(jī)制的隨機(jī)搜索算法。遺傳算法模擬了自然選擇和遺傳中發(fā)生的復(fù)制、交叉和變異等現(xiàn)象，從任一初始種群出發(fā)，通過隨機(jī)選擇、交叉和變異操作，產(chǎn)生一群更適應(yīng)環(huán)境的個體，使群體進(jìn)化到搜索空間中越來越好的區(qū)域，這樣一代一代地不斷繁衍進(jìn)化，收斂到一群適應(yīng)環(huán)境的個體，求得問題的優(yōu)解。

     

     

     

     

    主要結(jié)論

     

    增加膨脹機(jī)入口壓力可使系統(tǒng)的制冷系數(shù)和效率增大，膨脹機(jī)的膨脹比增大使得焓降增大，因此系統(tǒng)制冷量增大，但增大膨脹比會使膨脹機(jī)內(nèi)部不可逆損失增大，因此膨脹機(jī)的效率下降。對于節(jié)流閥而言，壓力降的減小使其效率大大增加，因此整個系統(tǒng)的效率也是增加的。

     

    壓縮機(jī)入口壓力提高，即提高系統(tǒng)壓力水平，系統(tǒng)的制冷系數(shù)增大，然而整體的效率卻降低了，這是因?yàn)閴嚎s比減小帶來壓縮機(jī)功耗減低，但提高壓縮機(jī)入口壓力會使壓縮機(jī)的等溫壓縮效率降低，從而導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低。

     

    采用遺傳算法對壓縮機(jī)和透平膨脹機(jī)的入口壓力進(jìn)行優(yōu)化，以制冷機(jī)制冷系數(shù)和效率的加權(quán)值作為目標(biāo)函數(shù)，得到了優(yōu)組合參數(shù)。一方面證明了將遺傳算法應(yīng)用于流程優(yōu)化中是可實(shí)現(xiàn)的，另外優(yōu)化計算結(jié)果可用作大型氦制冷/液化流程參數(shù)選取的對照。

     

    采用遺傳算法優(yōu)化在理論設(shè)計階段具有重要的指導(dǎo)和參考意義，實(shí)際工程應(yīng)用中還需要根據(jù)工程需求和工藝制造水平等限制因素做出符合實(shí)際的決定。

     

  • BEPCII氦制冷機(jī)冷箱故障分析和維護(hù)

    2020-12-30
         BEPCII（北京正負(fù)電子對撞機(jī)重大改造項(xiàng)目）低溫系統(tǒng)采用2臺Linde公司制造的TCF50S制冷機(jī)，每套低溫系統(tǒng)分別由1臺ESD441 SFC型螺桿壓縮機(jī)、1臺TCF50S型500 W/4.5 K氦制冷機(jī)以及連接制冷機(jī)與超導(dǎo)設(shè)備之間的低溫傳輸管線和分配閥箱等組成。其中一臺制冷機(jī)(制冷機(jī)A)為超導(dǎo)磁體提供冷量，另一臺制冷機(jī)(制冷機(jī)B)為超導(dǎo)腔提供冷量，這兩套制冷機(jī)從2005年開始投入使用,到目前為止已經(jīng)運(yùn)行了12年之久。

            制冷機(jī)主壓縮機(jī)采用的是雙螺桿變頻調(diào)速壓縮機(jī)?？紤]BEPCII低溫系統(tǒng)每年需要連續(xù)運(yùn)行10個月，壓縮機(jī)故障停機(jī)后處理的時間較長，嚴(yán)重的影響B(tài)EPCII的運(yùn)行。所以2009年夏季檢修期間，增加了一臺備用壓縮機(jī)，備用壓縮機(jī)可以代替壓縮機(jī)A，也可以代替壓縮機(jī)B運(yùn)行，所以目前兩套系統(tǒng)有3臺壓縮機(jī)可交替運(yùn)行，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。但冷箱還是兩套，沒有備件。

            冷箱包括：換熱器、吸附器、透平、閥門和管道等部件。透平、閥門都可以從冷箱頂部取出進(jìn)行維護(hù)。運(yùn)行這些年，更換過透平幾次，更換過閥門墊圈。但冷箱內(nèi)部到目前為止還沒有維護(hù)過。圖1為冷箱外觀圖，從外觀看冷箱的體積比較龐大，要維護(hù)一次需要大量的人力和物力。

     

     

            故障分析：

    制冷機(jī)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)控制液氮預(yù)冷的閥門CV3615A在自動控制下開度變小，同時級換熱器的溫度TI3610A無法維持在設(shè)定值而溫度升高，使得制冷能力降低。液氮供應(yīng)閥門CV3615A采用的PID控制，主要用來控制級換熱器的溫度TI3610A和氮?dú)獬隹诠艿罍囟萒I3605A，分別如圖3、圖4所示。

     

     

     

            正常情況下TI3610A，TI3605A都能工作在設(shè)定值，前幾年運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)TI3610A溫度低于設(shè)定值，PID的控制CV3615A開度，使液氮流量減小，TI3610A溫度升高。即在原來流量下，液氮與級換熱器換熱不充分，導(dǎo)致液氮的冷量沒被換熱器帶走，被帶到液氮出口管道，所以液氮出口管道溫度降低，為了保證TI3610A達(dá)到設(shè)定值，PID要求CV3615A閥門開度變小，流量減小，然而這樣引起TI3605A溫度高于設(shè)定值，TI3605A的PID控制邏輯又要求閥門CV3615A開度增大。兩個矛盾的控制邏輯，CV3615的開度只能取兩個控制邏輯的小值，所以在自動控制下出現(xiàn)級換熱器溫度升高(如圖2)的現(xiàn)象。液氮管道與換熱器的換熱不充分，也就是說換熱器換熱效率降低，導(dǎo)致級換熱器溫度升高，制冷能力下降。導(dǎo)致?lián)Q熱器換熱效率降低的因素有3點(diǎn)：（1）管道嚴(yán)重泄漏（2）管道堵塞（3）管道“結(jié)垢”。

     

            同樣在運(yùn)行維護(hù)時，發(fā)現(xiàn)CV3130閥桿上存在活性炭粉末，2014年有一臺TGL16透平出現(xiàn)問題，寄回廠家返修時，發(fā)現(xiàn)透平內(nèi)部很多活性炭粉末。級換熱器后端有兩個80 K吸附器，主要成分為活性炭，其主要功能是吸附氦氣中的雜質(zhì)氣體氮和水。吸附器經(jīng)過長時間的運(yùn)行，由于高壓氦氣的沖刷，一部分活性炭變成了粉末，并隨著高壓氣流流入透平和冷箱后端。活性碳粉末的存在嚴(yán)重威脅了透平的可靠運(yùn)行，同時吸附器也不能起到它應(yīng)有的吸附效果，無法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

            冷箱的維護(hù)：

            針對冷箱出現(xiàn)的這些現(xiàn)象，根據(jù)廠商提供的說明及壓縮機(jī)油的性質(zhì)，決定選擇比較環(huán)保的Enasolv 365AZ清洗劑。在清洗前，先用干燥空氣吹掃每個管道，尤其吹掃二三級換熱器，有大量的活性炭粉末被吹出。首先清洗劑循環(huán)清洗2 h后，換新的清洗劑清洗，直到清洗完的清洗劑沒有分層，無油。清洗完的管道用熱氮?dú)獯祾?，保證入口溫度在70 ℃，出口溫度超過溶劑的沸點(diǎn)溫度到50 ℃后，繼續(xù)吹掃幾個小時，確保所有的清洗劑揮發(fā)掉。更換了兩個新的80 K吸附器，同時考慮運(yùn)行時間將20 K的吸附器也一并更換。

     

     

    結(jié)論：

            經(jīng)過測試，當(dāng)有液氮預(yù)冷時測試制冷能力為553 W，液化率215.8 L/h，如圖9所示，達(dá)到初圖9制冷機(jī)制冷能力和液化能力的驗(yàn)收指標(biāo)。改造后效果良好，目前制冷機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。

  • 小型室溫磁制冷系統(tǒng)的研制

    2020-12-30
        基于磁熱效應(yīng)的固態(tài)制冷技術(shù)-磁制冷技術(shù)，具有綠色環(huán)保、潛在高效、噪音小、振動小等特點(diǎn)，有望成為競爭力和有應(yīng)用前景的制冷技術(shù)之一。由于空間探測器等技術(shù)的需求，絕熱去磁低溫技術(shù)得以快速地發(fā)展，隨后室溫磁制冷技術(shù)逐漸興起。本文結(jié)合旋轉(zhuǎn)式Halbach磁路技術(shù)與多軸同步控制技術(shù)，搭建出一臺小體積、旋轉(zhuǎn)內(nèi)磁體式室溫磁制冷系統(tǒng)，并進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)研究。

     

            在變化磁場中某些磁性材料存在勵磁放熱、去磁吸熱的特性，這種特性被稱為磁熱效應(yīng)。通常磁熱效應(yīng)有兩種表征參數(shù)，絕熱溫變ΔTad與等溫磁熵變ΔSM。磁制冷循環(huán)是基于材料的磁熱物性來實(shí)現(xiàn)的。類似于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，擁有磁熱效應(yīng)的工質(zhì)在低溫環(huán)境下去磁吸收熱量，并在高溫環(huán)境下磁化釋放熱量，從而形成了一個完整的制冷循環(huán)。主動磁制冷循環(huán)是磁制冷中重要的應(yīng)用循環(huán)之一，由主動磁回?zé)崞?Active Magnetic Regenerator，縮寫AMR)與基本磁制冷循環(huán)構(gòu)成，如兩個等磁場過程和兩個等熵過程構(gòu)成的主動磁Brayton循環(huán)，循環(huán)運(yùn)行過程如圖1所示。小型室溫磁制冷系統(tǒng)由同心Halbach永磁體組、主動磁回?zé)崞?、高低溫?fù)Q熱器及換熱流體、驅(qū)動控制與采集系統(tǒng)等組成。


    總  結(jié)：

             搭建了一臺小型旋轉(zhuǎn)式室溫磁制冷系統(tǒng)并進(jìn)行了初步性能實(shí)驗(yàn)研究。樣機(jī)選用了同軸Halbach永磁組，對主動回?zé)崞鞫松w處進(jìn)行了雙通道設(shè)計，其多軸伺服驅(qū)動器分別對磁體和水力活塞進(jìn)行時序相位控制。系統(tǒng)采用了0.55—0.80 mm的釓球作為磁制冷工質(zhì)、pH值11的NaOH溶液為換熱流體，在運(yùn)行頻率0.6 Hz下，獲得13.3 K的大無負(fù)荷制冷溫跨，在0.40 Hz運(yùn)行頻率下，獲得佳利用系數(shù)0.35，此時無負(fù)荷大制冷溫跨為12.1 K。通過對高低溫端制冷溫跨、利用系數(shù)等參數(shù)的初步研究，考察了室溫磁制冷系統(tǒng)運(yùn)行特性，尋找室溫樣機(jī)的優(yōu)工作參數(shù)，為下一步實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的改造和擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)參數(shù)測試提供指導(dǎo)，為其它磁制冷樣機(jī)的研究提供借鑒。
管理入口| 返回頂部 ©2025 成都中冷低溫科技有限公司 版權(quán)所有   技術(shù)支持：百都智享購   訪問量:25556