近日，天津大学赵力教授参加在北京召开的中国制冷展专题研讨会，并做题为基于T形管组分分离的新型自复叠制冷循环口头报告。

一、研究背景与问题提出

先进热力循环是低温制冷领域的核心研究方向，现有研究已验证工质组分调节可显著提升自复叠制冷循环性能。对比精馏塔、重力分离器等传统分离设备，T形管具备体积小、结构简单、成本低、易维修的优势，但现有研究存在四大短板：

1.组分分离数值模型未考虑非共沸工质相间传质，模拟误差大。

2.温差驱动分离仅停留在分子模拟阶段，未验证应用可行性。

3.T形管在制冷循环中的应用研究较少，且普遍***设为理想分离，与实际不符。

4.自复叠系统性能优化多围绕喷射器展开，极少基于T形管开展研究。

二、核心研究内容与成果

1. T形管非共沸工质分离数值模型优化

针对R134a/R600a工质，构建了考虑相间传质的数值模型，验证结果显示：干度为0.81时，新模型的支管质量分数模拟精度比传统未考虑传质的模型提升50.07%；同时明确了T形管内的流动特性、传质速率规律，拟合得到了误差小于10%的传质经验关系式。

2. T形管非共沸工质温差驱动分离研究

首次验证了温差驱动T形管主动分离的可行性：

(1) 两相流工况下添加冷热源后，分离效率最高可提升3.41倍，R134a/R600a工质对温差变化最敏感。

(2) 明确了最优参数区间：入口干度在0.38~0.65区间时分离性能最佳，不同工质对应5~25K的最优温差范围。

(3) 揭示分离机制：相分布（环状流型下分离效果最优）、混合工质的非共沸特性是决定分离效果的核心因素。

3. 基于T形管的自复叠制冷系统性能优化

搭建了带T形管的自复叠制冷系统仿真模型，验证了优化收益：

(1) 引入T形管后，系统COP最高可提升4.37%，单位容积制冷量最高可提升24.55%。

(2) 发现性能优化的美学规律：系统COP达到最大值时，热力循环T-s-m三维图的T-m投影面两侧面积比接近黄金分割比0.618。

三、总结与展望

报告汇总了6项核心研究结论，同时指出后续研究方向：进一步完善考虑局部冷凝的数值模型、探索T形管非共沸工质主动分离机制、验证性能优化美学规律的普适性。返回搜狐，查看更多