蒸发器是制冷装置中最重要的组成部分之一,它的运行状况直接关系到整个制冷系统性能的优劣。应用仿真技术可以模拟蒸发器的运行状况,进而为其设计和运行的优化提供指导和参考。本文的工作主要由以下四部分组成:小型制冷装置蒸发器的实验研究、仿真软件的开发、蒸发器性能研究和CFD软件模拟。 搭建了用于小型制冷装置蒸发器实验研究的测试实验台,通过实验得到了大量各种工况下有关蒸发器性能参数的实验数据,运用这些实验数据对蒸发器的性能做出正确的评价,为改进蒸发器的性能以及制定合适的设计标准提供参考,并为仿真研究提供充足的数据样本。 建立了小型制冷装置蒸发器分布参数仿真模型,并探讨了有关参数的确定、仿真算法、计算流程和仿真程序的应用等方面的问题。采用Visual C++编程工具开发出了蒸发器仿真软件,模拟在各种工况下蒸发器的性能,对蒸发器的性能做出较精确的预测。仿真程序采用模块化思想设计,充分利用面向对象设计语言的特点,用类的形式把蒸发器仿真计算中涉及到的变量和函数分为空气侧、制冷剂侧及结构三个程序模块,增强了程序的可读性、可移植性及可扩展性。 利用所开发的仿真软件模拟蒸发器的性能,通过图表分析的方法分别比较仿真结果和实验数据以及仿真结果和文献数据的吻合程度,表明本仿真模型和算法是可靠的,计算精度可以满足工程应用的需要,仿真软件具有一定工程实用价值。选取蒸发器部分结构参数及热力参数作为变量,利用仿真软件模拟各参数的变化对蒸发器性能的影响并对结果做了分析。 采用CFD软件Fluent模拟空气在本实验所用蒸发器中的流动和换热情况,在不同的迎面风速下,得到了蒸发器温度场和压力场。结果表明CFD软件在制冷领域有着较好的应用前景。