主要内容

两相流体制冷

开放模式

本例使用两相流体组件模拟蒸汽压缩制冷循环。压缩机驱动R-134a制冷剂通过冷凝器、膨胀阀和蒸发器。离开压缩机的热气通过热传递到环境中在冷凝器中凝结。制冷剂通过膨胀阀时，压力下降。压力的下降降低了制冷剂的饱和温度。这使得它能够在蒸发器中沸腾，因为它吸收了冰箱隔间的热量。然后制冷剂返回压缩机重复这个循环。控制器打开和关闭压缩机，以保持冰箱的温度在期望的温度附近的一个波段内。

模型

范围模拟结果

Simscape测井的模拟结果

该图描绘了随时间变化的制冷循环性能，包括压力、温度、能量流和质量流。结果表明，该制冷循环在压缩机压力比约5.5的情况下运行。性能系数，即提取的热量与压缩机输入功率的比值，约为4。

该图描绘了在制冷循环的四个点上的蒸汽质量。说明压缩机开启时，蒸发器从冰箱仓内吸收了足够的热量，使制冷剂完全蒸发。然后冷凝器将蒸汽质量降低到0.02左右。在膨胀阀内发生闪蒸，这样制冷剂进入蒸发器时的蒸汽质量约为0.4。

Simscape记录结果的动画

该图显示了制冷循环中流体状态随时间的变化。在压力-焓图上绘制了制冷循环中的四个点(压缩机进口、冷凝器进口、膨胀阀进口和蒸发器进口)。虚线表示温度，灰色曲线表示饱和穹窿。

流体性质

下面两幅图分别描绘了制冷剂R-134a的流体特性与压力(p)和比内能(u)的关系，以及与压力(p)和归一化内能(均匀)的关系。液体是

  • -1 <=均匀< 0时过冷液体;

  • 0 <=均匀<= 1时两相混合;

  • 当1 <均匀<= 2时，过热蒸汽。

流体性质数据以p和uniform的矩形网格形式提供。因此，用p和u表示的网格是非矩形的。

R-134a流体特性数据可在r134aPropertyTables.mat．