在二氧化碳跨临界蒸汽压缩制冷循环中,传统的膨胀阀节流过程是等焓过程,由于高低压差大,例如:从120bar降到30bar,节流造成的不可逆损失大。当采用涡流管代替传统的膨胀阀时,降压过程接近等熵过程,不可逆损失降低,制冷系统的循环性能得到提高。但是,不论是在二氧化碳跨临界蒸汽压缩制冷循环中,还是在传统氟利昂的亚临界在蒸汽压缩制冷循环中,经降温后的高压气体或液体经涡流管降压后进入汽液两相区,涡流管除了需要对其中的汽相进行冷热分离,分成冷气体和热气体外,也需要对液相进行分离。否则,液相在涡流管的热端吸热蒸发,会造成汽相的冷热分离效果变差。因此,设计开发新型的可进行液体分离的汽液两相涡流管是非常重要的。
本发明公开一种气液两相涡流管,包括:涡流室,设置于管体的内部,用于对工作介质进行降压和加速;进气管道,与涡流室连通,连接于管体的顶部,具有进口,用于工作介质进入涡流室;气液分离结构,设置于涡流室内,用于将工作介质中的液体分离出来;冷端管道,设置于本体的一端,具有用于低温气体流出的冷端出口;热端管道,设置于本体的另一端,具有用于高温气体流出的热端出口;以及液体管道,与涡流室连通,设置于气液分离结构的底部,具有液体出口,其中,气液分离结构为刻于本体内壁的多个条缝形凹槽。本发明的气液两相涡流管能够在保证热端管流场不受影响的情况下,分离出液体,排除液体蒸发吸热加大涡流管的冷热效应。
本团队是“动力工程及工程热物理”一级学科博士点重要研究方向,所属二级博士点学科是制冷与低温工程博士点学科,研究内容涉及国民经济和科学技术多个方面。上海理工大制冷与低温工程学科起点早、基础好,在国内外具有很大影响。本团队在张华教授带领下,团队人员价值取向相同,发挥各自优势,带动青年老师,组建团队,经过长期积累,团队现有研究方向:
(1)环保制冷剂性能预测与测试
(2)制冷低温新技术
(3)特殊用途制冷低温装备关键技术研究
本团队依托务实的科研队伍,坚持基础研究与应用研究并举,承担大量国家和上海市和行业企业委托项目任务等。近五年科研经费达8000多万元,获省部级科技进步奖以上近20项。近10年团队先后获得国家科技进步二等奖1项,上海市技术发明一等奖1项,山东省科技进步一等奖1项;上海市科技进步二等奖2项,军队科技进步二等奖1项,及其他科技奖7项。
科研论文800多篇,本领域国际制冷学报、应用能源、应用能源工程、国际传热传质学报、国际低温工程、流体相平衡、能源转换与管理、热科学学报、国际太阳能学报等以及中国制冷学报、中国太阳能学报、中国化工学报等重要期刊论文200多篇。
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:2023-10-28
综合评价
该项成果创新设计出适用于CO2的气液两相涡流管,能够在保证热端管流场不受影响的情况下,分离出液体,排除液体蒸发吸热加大涡流管的冷热效应,对通用机械、石油化工行业有一定的引领性作用,技术创新性强,且技术可行,投资回报比较可靠。
总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度较高,值得支持推广。建议强化相应产品开发,加大产业链开发力度。
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