涡旋压缩机具有振动小、效率高和可靠性高等特点,广泛应用于空调和热泵等领域,准确、快速和通用的涡旋压缩机性能模拟软件对于涡旋压缩机的设计和优化有重要指导意义。
本研究从压缩过程的物理方程出发,建立了描述压缩腔内压力和比焓变化的通用控制方程,同时考虑了压缩机详细的内部泄露和内部传热过程。实验验证表明,本模型预测的流量和功率均误差小于***%。模型测试表明,模型收敛率为100%且计算速度比传统模型快8倍以上。
与传统模型相比,本压缩机模型具有以下特点:
1. 本研究首次提出了基于压力和比焓的控制方程,同时适用于单相压缩过程和两相压缩过程;传统模型的压缩过程控制方程一般基于压力与温度,无法适用于两相压缩过程。
2. 本研究首次建立了涡旋壁温的详细分布参数模型,对内部传热的计算更加准确;传统模型一般忽略内部传热影响或假设涡旋壁温线性分布。
3. 本模型的常微分方程组和主要非线性方程组均采用了基于压力和比焓的显示描述,并推导了显式求解所需物性偏导数的计算表达式,模型求解具有较好的数值鲁棒性;传统模型一般采用基于压力和温度的隐式迭代求解方法,普遍存在刚性问题,导致部分工况计算慢甚至不收敛。
团队负责人邵双全,博士,教授,博士生导师。现任全国制冷标准化技术委员会(TC119)委员、全国家用电器标准化委员会智能家电分技术委员会(TC46/SC15)委员、中国制冷学会学术工作委员会委员、中国制冷学会科技评估工作委员会副秘书长、中国制冷学会数据中心冷却工作组委员、中国电子学会绿色数据中心专家工作委员会委员、暖通空调产业技术创新联盟数据中心专业委员会理事、中国水产学会渔业制冷分会委员、天津市制冷技术重点实验室学术委员会委员等。现领导团队共有高级职称3人,博士/硕士研究生10人。
团队一直致力于高效热湿环境控制理论与关键技术研究及在舒适性空调、电子产品与数据中心冷却、食品保质贮运等方面的应用工作。曾主持和参与了国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、中国博士后基金、中科院知识创新工程、中科院对外合作重点项目、广东省院合作项目及大型企业合作项目共50余项。已出版学术著作10余部,申报发明专利60余项,发表论文150余篇(其中SCI/EI收录100余篇)。获得国家科技进步二等奖、江苏省“双创”人才、北京市科学技术二等奖、广东省科学技术三等奖、中国制冷学会青年奖等十余项。
评价单位:“科创中国”融合创新制冷产业科技服务团 (中国制冷学会)
评价时间:2022-11-20
综合评价
该项目针对涡旋压缩机的建立了更为精准、收敛性好、计算速度快的计算模型,可以更好的服务于涡旋压缩机的设计、研发中。涡旋压缩机在我国具有较广的应用前景,尤其是在电动车热泵空调领域,涡旋压缩机仍然处于紧缺的状态,仿真模型的建立有助于给相关企业提供更好的指导。
此外,在仿真软件方面,我国一直处于较为欠缺的状态,在该成果的基础上,进行进一步研究、封装,也可以弥补我国在仿真软件方面的不足。
总体而言,项目具有较好的应用前景,值得推广。
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