多管程布置微通道分液冷凝器的热力性能

分液式微通道冷凝器(LSMC)是一种新型的微通道平行流冷凝器。本文通过理论计算并实验验证了不同管程布置方案LSMC的管内换热系数和压力降,并采用惩罚因子(PF)对其综合性能进行评价。结果表明:管程数(NP)和每管程换热管数(TNPP)对平行流冷凝器的热力性能都有明显影响。在完全分液效果下,优化的4、5管程LSMC的换热系数分别比3管程LSMC提高了5.7%和13.8%,而4、5管程LSMC的压降也分别比3管程LSMC增大超过23.5%和138.7%。与此比较,LSMC的传热系数和压降在不同TNPP的变化较小,说明优化区间内管程数比每管程换热管数对LSMC单一的热力性能影响更大。此外,实现完全分液的LSMC比部分分液的LSMC热力综合性能好。与实验值比较,LSMC理论传热系数和压降的最大偏差分别为25.6%和20.8%。

分液冷凝器的管程理论设计及热力性能评价

根据分液冷凝器强化换热思想对其管程理论设计方法进行了研究。依据质量流速和干度来判断每一流程中制冷剂的流型,并依此选取Cavallini换热模型公式的方法求其平均换热系数,同时采用Cavallini两相压降模型和Darcy-Weisbach单相压降模型分别确定冷凝区和过冷段的压降。针对一个案例计算了三种管程设计方案下冷凝器管内冷凝换热系数和端压值,并用惩罚因子PF对其综合热力性能进行了评价。计算结果表明：不同的管程设计方案中管内制冷剂的流量分配均匀性存在较大的差异,均匀性越好,其综合热力性能越优。在质量流速为1200~1500 kg/（m2.s）范围内,与同等换热面积的蛇形管冷凝器相比,其中最好的分液冷凝器的PF值减小了48.5%~54.1%,可见设计优良的分液冷凝器的综合热力性能明显优于蛇形管冷凝器。

分液冷凝器及其空调/热泵系统的研究进展

分液冷凝技术是一种通过主动调控制冷剂冷凝过程的干度和流量,实现在制冷剂侧增大传热系数和减小压降的管内强化传热方法。本文综述分液冷凝技术原理、各类分液冷凝器的结构实现方式,总结该技术对冷凝器热力性能和空调/热泵系统性能的影响。结果表明,分液冷凝技术可大幅度减小压降,且在高质量流速下可实现强化传热系数;与常规翅片管式冷凝器相比,相同传热面积时分液冷凝器可提升空调/热泵系统能效比;在系统能效比相当时可减小冷凝器传热面积。该技术具有一定的应用前景和工程价值。

分液板式冷凝器的热力性能评价

将分液冷凝强化传热思想应用于板式冷凝器中,建立了相应的物理和数学模型.计算了相同换热面积的7种结构分液板式冷凝器的平均传热系数和总压降,同时采用惩罚因子(Penalty Factor,PF)和[火用]损这两个指标对其性能进行评价.计算结果表明:分液效率越高,分液板式冷凝器的综合性能越好.在分液效率为100%,质量流量为0.08~0.12 kg/s范围内,与相同面积的非分液板式冷凝器相比,分液板式冷凝器的PF值降低14.6%,[火用]损减少2.6%~6.1%;当质量流量为0.1 kg/s,平均干度为0.3~0.75,分液板式冷凝器的PF值均小于非分液板式冷凝器,而平均干度大于0.45时,分液板式冷凝器[火用]损小于非分液板式冷凝器.

多流程分液板式冷凝器的变工况性能研究

将"分液冷凝"强化传热应用于板式冷凝器,建立了多流程分液板式冷凝器的物理和数学模型,采用性能评价参数(η)比较了相同传热面积的4种结构板式冷凝器(普通型、两流程、三流程和四流程)的热力性能。结果表明:流程数越多,分液板式冷凝器的综合性能越好,其η最高,为1.12。普通型板式冷凝器后一流程的传热系数比前一流程要低,而分液冷凝器与之相反。在相同工况下,分液冷凝器的热负荷与出口干度均高于普通型板式冷凝器。

非共沸混合工质组分调控ORC系统热经济性分析和优化

作为最具潜力的低品位热能发电技术之一,有机朗肯循环(ORC)近年来受到越来越多的关注。与传统的高品位能源发电技术相比,其运行性能对环境温度的变化极其敏感。提出一种新型非共沸混合工质ORC系统,利用分液冷凝器调节混合工质组分,以适应环境温度的变化,进而提高系统性能。根据环境温度的变化构建热力学优化模型获得最优组分;冷凝过程中利用分液冷凝器和组分调控系统改变混合工质组分。通过案例验证了新系统的热经济性能优势,研究结果表明:对于100℃热源,在定压运行工况下,新系统较传统系统的经济性可提高38.90%,而在滑压运行工况下,新系统较传统系统的经济性可提高15.35%,且使用不同非共沸混合工质时,系统性能有显著差异。

分液冷凝强化传热的实验验证

阐述了分液冷凝强化冷凝传热的原理,从理论上分析了该技术能同时实现强化传热和降低压降的可行性。该结论在微通道平行流冷凝器上得到了实验证实:与常规的微通道平行流冷凝器(PFMC)对比表明,在当量直径为1.05 mm、管内工质的质量流量为633~770 kg/(m^2·s)的微通道中,当冷凝温度分别为45和50℃时,微通道分液冷凝器(LSMC)的管内传热系数分别提高了3.7%~6.7%和2.3%~6.1%,压降分别降低了45.5%~49.5%和51.9%~52.6%,惩罚因子(Fp)分别降低了46.5%~52.7%和52.6%~56.7%。当进口流量达到一定值时,分液冷凝技术器能同时实现强化传热和降低流阻,有较好的综合热力性能。