固溶和时效对压铸AZ91HP合金力学性能的影响

　　0 引言

　　近年来，随着环境问题的日益突出和国际上环保意识的不断增强，长久以来在制冷、空调和热泵工业中广泛使用的制冷剂被迫经历了从CFCs到HCFCs的转变^[1~4]， 但是因HFCs制冷剂对气候变暖的影响，它仍需要被替代。在此情况下，作为自然工质的二氧化碳以其在蒸发潜热、比热、动力粘度等物性上的优势得到人们的重 视。国内外已有研究表明，利用二氧化碳的上述优势，采用合适的制冷循环，其在热力特性等方面上与传统制冷剂相比较有更为优越的性能^[5~7]，因此二氧化碳作为制冷剂在制冷、空调、热泵等各领域再次得到广泛的研究。

　　目前，针对二氧化碳跨临界循环，不少学者的研究表明：对于给定的蒸发温度和气冷器出口温度下，存在一个使性能系数COP最大的最优冷却压力 Popt，因此为保证系统良好的性能有必要对最优压力进行控制;为了实现最优压力控制就必须找到最优压力计算的方法，因此最优压力的准确计算成为实现循环 最优压力控制的关键。

　　1 二氧化碳跨临界循环最优压力理论分析及模拟验证

　　传统的亚临界循环系统，制冷剂在冷凝器出口的焓值仅是温度的函数;而在CO₂跨临界循环系统中，超临界压力区内并无两相 区域存在，温度和压力间彼此独立，为相互独立的变数，因此高压侧压力对制冷剂焓值也有影响，高压侧压力变化对制冷量、压缩机功耗和COP值也会产生影响。 大量研究表明：二氧化碳跨临界循环存在一个最优的高压侧压力值。下面对其机理进行分析：假设蒸发器的吸热量为Q₀，气体冷却器排热量为Qk，压缩机耗功为W。图1所示为相应循环的p-h图。

　　该循环的性能系数为：

　　假定蒸发压力p_l维持不变，由图1可以看出，随高压侧压力p_h的升高，压缩机耗功量和蒸发器吸热量均增加。等温线t_c在 近临界区附近随高压侧压力变化的趋势较平缓;之后，当高压侧压力继续升高时，等温线变得陡直。与之相对应的是，近临界区附近，当高压侧压力升高时蒸发器吸 热量增加较快;随高压侧压力继续升高，吸热量增加的趋势减缓。而等熵线在整个运行压力范围内，基本上为直线;压缩机耗功随高压侧压力的升高基本上呈线性增 加的趋势。因此，必然存在着某一个压力值，在该压力下，该循环的性能系数达到最大值^[9]。图2给出了循环在过热度dtsh为5℃，压缩机等熵效率η_c为0.7的情况下，不同蒸发温度t_e和气冷器出口温度t_c下COP随高压压力变化的曲线。