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矿用卧式多级泵换热界面的改良预设方案

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2015-12-19 15:09【

矿用卧式多级泵换热界面的改良预设方案

面积比优化设计仿真Ato在<65m2,70m2>内取某一具体值进行面积比优化。保持Are为初始设计值不变,考察Ato=70m2时不同的面积比对COP的影响,如所示。由a可知,COP和Qc随面积比的变化趋势相反,在面积比为1左右时,系统获得大的Qc,而对应的COP值很小;面积比在1.5左右时,由b和c可知,在优化面积比范围内,两器内水的流速及其压降均满足设计要求(pew超出了约束范围,但幅度不大)。b和c中水流速和阻力在面积比接近1时的突然升高,是由于换热器型号的变化引起的,进而引起了管程长度的突变。

回热器与两器面积配比优化设计仿真根据上述仿真结果,本文所研究的矿用卧式多级泵系统总面积优化区间为<65m2,70m2>、两器面积比优化区间为<1.1,1.6>.分析表明,回热器面积变化对压缩机排气温度影响很大,也影响系统COP的大小,因此,还应研究回热器与两器面积配比问题。为两器不同面积比下回热器面积变化对系统性能影响仿真结果。由a可知,在Are不变时,面积比越小,Qc越大;在同一面积比下,Are越大,Qc越小;在众多工况点上,满足设计供热量要求的有工况14.但由b可知,在工况14中,工况4的排气温度已超过系统排气温度限值;由c可知,在工况13中,工况3具有高的COP.于是,取Are=7.0m2,面积比为1.4.

按照设计条件所完成的高温卧式多级泵单一部件(如压缩机、两器、回热器、节流机构等)的结构设计在组成系统后,高温卧式多级泵系统的制热量、压缩机吸气量、中间吸气温度、冷凝器和蒸发器水侧阻力等主要性能参数与设计值相比都发生了较大变化,即单一部件的初始设计结果之间存在不匹配性。在压缩机型号已确定的前提下,优化设计换热器的换热面积是解决该问题的有效途径。

高温矿用卧式多级泵COP随两器总面积的增加而增加,但COP对总面积的相对增加幅度较小,即通过增加换热器总面积的方法来提高系统COP的意义不大,反而增加了设备的造价。在两器总面积优化过程中,系统设计供热量是一关键性约束参数,根据该参数即可确定总面积合理取值区间,在此基础上再考察其他约束条件的合理性。