可燃冷媒制冷器具實驗室防爆系統(tǒng)的設(shè)計與模擬

許治勇，李瑛，胡永攀

（上海理工大學(xué)，上海 200093）

1 前言

隨著氟利昂對環(huán)境破壞的增大，為適應(yīng)發(fā)展的新型制冷劑向著自然介質(zhì)轉(zhuǎn)變。EricGranryd和Pelletior提出利用丙烷（R290）代替R22 使用在家用熱泵空調(diào)器中使壓力降低了大約40%～50%。同樣無可避免的R290的使用也是一路坎坷，在替代R22方面有多方優(yōu)勢［1-3］。但其唯一不足的是可燃性極大地限制了它的使用［4］。因此對以R290為首的可燃制冷劑的制冷器具器的防爆設(shè)計也變得意義非凡。國內(nèi)外學(xué)者對此作了很多研究工作。大連理工大學(xué)通過對已有擴散模型進(jìn)行了研究分析，從氣體動力學(xué)入手，采用平板模型并在風(fēng)洞試驗的基礎(chǔ)上對可燃及毒性氣體的擴散過程進(jìn)行了研究［5］。Montiel、Jo等人在研究氣體管網(wǎng)泄漏危害后果的過程中，提出了氣體泄漏的小孔模型、管道模型和大孔模型［6-7］，得到了較好的泄漏率計算結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，楊昭等人研究了氣體動態(tài)泄漏的擴散危害分析［8］。而梁瑞等利用噴射火和蒸氣云爆炸模型對可燃?xì)怏w泄漏后發(fā)生火災(zāi)爆炸后果及其評價模型進(jìn)行了研究［9］。

可燃冷媒制冷器具實驗室被廣泛用來檢測可燃制冷劑的各種性能，把制冷器具實驗室室內(nèi)機與制冷系統(tǒng)仿真技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)相結(jié)合，運用到實驗室設(shè)計中具有很大的意義。而可燃冷媒器具實驗室的另一個關(guān)鍵設(shè)計在于它的安全系統(tǒng)，因為它測試的是以可燃制冷劑為制冷媒介的制冷電器。本文采用Fluent數(shù)值模擬方法，分析實驗室和房間內(nèi)的平均濃度降低速度、局部濃度分布和速度場分布3個角度對比2種方案的效果狀況，通過類似的模擬對比，選擇符合緊急排風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口最佳的風(fēng)口大小及位置；……