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汽车空调系统换热器建模仿真

李承武

  进入21世纪以来,伴随着汽车的大量普及,汽车工业得到了迅猛发展,汽车空调也越来越多的受到人们的关注。国际制冷界随之出现了一个新的研究热点:空调系统设计方法的现代化。设计方法现代化的首要问题是制冷系统内各部件之间的动态性能优化匹配。为了实现这一目标,需要利用现代仿真技术和系统热动力学,从系统的变工况性能出发,分析系统的过渡特性。对于汽车空调的主要换热设备:冷凝器和蒸发器,这一问题尤为紧迫和突出,因为他们的工作状态直接影响着整个制冷系统的各项性能。冷凝器和蒸发器是汽车空调系统的主要部件,建立一个换热器动态仿真模型,认识和掌握不同制冷工质在汽车空调系统换热器内的工作特性,可以加速设计过程中的部件选型和匹配,对实现汽车空调系统设计方法的现代化具有重要的现实意义。本文为适应这一发展趋势,围绕着汽车空调换热器内制冷剂各相区的动态特性展开研究,在充分分析汽车空调换热器的结构特点以及热质交换过程的基础上,抽象出汽车空调换热器的共性,建立了一个区段式结构的换热器模型。针对换热器动态工作过程中各相区的换热面积、换热系数、压力的变化会引起制冷剂相区数目和相区组合发生改变的特点,分别建立了各种组合结构的数学模型,并运用ACSL实现了它们的仿真模型。本文在建模过程中并没有局限于具体的换热器结构和制冷工质,从而使它能够适用于使用不同工质的不同结构换热器。在进行仿真试验时,以使用R134a作制冷剂的管带式蒸发器和平行流式冷凝器为对象,完成了稳态仿真计算、试验和动态仿真分析,稳态计算结果和试验数据对比表明,其误差在允许范围内;进口质量和焓值的扰动试验结果表明:本文所建的区段式换热器仿真模型,能很好的反映换热器性能参数的动态变化,与系统热动力学理论和冷凝器、蒸发器的实际工作过程基本一致。该仿真模型的建立具有一定的理论和工程意义。……   
[关键词]:区段式结构;汽车空调;模型
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:重庆大学2003年