蒸发温度对强化换热管管外核态池沸腾换热性能的影响

对R134a在水平强化管（Φ25 mm）外核态池沸腾进行了实验研究。通过Wilson图解法求得管内换热准则关系式,通过改变蒸发温度（5.6℃,0℃,-2℃,-4℃,-6℃,-8℃）和热流密度（4-55 k W/m^2）,得到了管外沸腾换热系数随热流密度和蒸发温度变化的规律。实验表明,管外沸腾换热系数随着热流密度和蒸发温度的升高而增加。结合实验数据,提出了一个新的管外池沸腾换热关联式,该关联式与实验数据点的偏差显示,95%的数据点的相对误差在±20%以内。

两种池沸腾强化换热管的传热性能实验研究

对两种用于池沸腾换热的强化管在蒸发温度为5℃的工况下进行了水平管外传热性能的实验研究。两种管子为管内外双侧强化管,管外表面同属于TURBO-B类的强化换热管,但表面形状有区别。利用威尔逊图解法确定这两种管型的管内外换热系数的关联式,同?,根据实验测得的数据对这两种管型的换热性能进行比较。结合金相显微镜拍摄的外观形状,分析尺寸结构对强化换热管的换热性能的影响。结果得出:在相同工况下,准三角形形状的管内螺纹换热性能要比梯形好,且管内螺纹数越多,换热性能越好;在一定热流密度范围内,管外换热系数随着热流密度的增加而变大,这主要与管子外表面结构的凹穴半径、凹穴开口尺寸、次级表面通道的宽度和形状等因素有关,且翅顶表面刻画的浅槽有利于池沸腾换热。

两种双侧强化管管外R245fa降膜蒸发的实验对比

本文搭建了水平单管降膜蒸发实验台,以R245fa为工质实验研究两种三维翅双侧强化管降膜蒸发的换热特性。提出了新型Wilson-Gnielinski图解法,用于从实验的总传热系数中获得管内外表面传热系数。分析强化管表面结构对换热性能的影响,拟合出管内外换热关联式并提出强化换热方案。结果表明,与光滑管理论表面传热系数相比,Y型管的管内、管外换热强化倍率分别为2.12~2.94和2.27~5.54,T型管的管内、管外强化倍率分别为2.48~2.98和2.58~3.00。Y型管管外换热性能较好,T型管管内换热性能较好。Y型管的最佳喷淋密度(0.14~0.18 kg/(m·s))比T型管的最佳喷淋密度(约0.10 kg/(m·s))大;两种强化管表面传热系数均随热流密度的增加先上升后下降,但Y型管表面传热系数的变化速率较快;两种管子的换热效果均随蒸发温度的升高而增强。

R1234ze(E)与R134a在水平强化管外降膜蒸发实验对比

为研究HFOs制冷剂R1234ze(E)与HFCs制冷剂R134a在Y型翅内螺纹双侧强化管管外降膜蒸发的换热性能,搭建了水平管降膜蒸发换热性能测试实验台,分别在不同的管内水速、喷淋密度、热流密度以及蒸发温度条件下进行了实验,利用Wilson-Gnielinski图解法分离管内外的换热系数,得到了2种制冷工质管外降膜蒸发时的换热特性。实验数据分析表明:该强化管管内换热的强化倍率为2.34,2种制冷剂的总传热系数K和管外换热系数h o均随着制冷剂喷淋密度的增加呈现先升高再略有降低的趋势;随热流密度的增加呈现降低趋势;随蒸发温度的增加呈现增加趋势,但变化量较小。R1234ze(E)的管外降膜蒸发换热系数略高于R134a。

换热器单侧换热系数分离方法研究

因环境保护、工艺要求、能源危机和市场需求,各种新型换热器层出不穷,这些新型换热器在内部宏观和微观结构、换热介质以及设备材质方面与传统管壳式换热器均存在较大差异,原热工设计方法均已不再适用,需要设计新的热工试验来测定其实际换热性能,拟合验证新的热工设计方法。目前现有的换热器单侧换热器系数的分离方法均有各自的适用范围和优缺点。鉴于此,提出了一种适用于该种情况的新型单侧换热器系数的分离方法,可以更精确快速地拟合出符合要求的单侧换热系数计算关联式。

基于蒙特卡洛法的管内沸腾换热测量不确定度评定

试验测试是研究制冷剂在水平管内流动沸腾换热的重要手段,测量不确定度评定是评估试验台测试精度的必要环节。本文首先介绍水平管内沸腾换热试验台及数据处理方法,然后以R410A在7.94mm(管外径)管内的沸腾换热测试为例,基于蒙特卡洛法对管内沸腾换热系数测量不确定度进行分析。结果表明,测试段进出水温度、测试段漏热系数和管外换热系数的误差是影响管内沸腾换热系数测量不确定度的主要因素,这些因素的影响程度与测试段水流量有关。为了减小测量不确定度,测试段水流量应随制冷剂质量流速的变化而变化,合适的水流量应使管外热阻占比不超过30%,且进出水温差不低于1.5K,管外换热系数误差的合理值应在10%~15%之间。

换热器防除垢效果评价系数及其修正

针对与前常用的防除垢效果评价方法不能实时在线地评价换热器防除垢效果这一难题,本文提出了一种基于传热系数法和威尔逊图解法,并结合BP网络计算超声波应用于换热器中的防除垢效果评价的新指标防除垢效果评价系数及其修正,该修正方法以各种工况下换热器经除垢前后的冷热流体的出入口温度差以及除垢前和未结垢时的冷流体流量和除垢时间作为输入,以与变工况具有相同除垢效果的额定工况参数为输出。通过实例验证,修正后的防除垢效果评价系数不仅可以实现实时在线评价换热器的除垢效果,并且评价结果更为准确。

微管换热器流动与传热的实验研究

本文对自制微管换热器的流动与传热性能进行了实验研究。提出了微细圆管换热器管内单相强制对流换热努摩尔数准则式,并与已有相关文献提出的关联式做了对比,结果表明:微管管内换热系数比常规尺度计算公式预测值要高,同时本文分析了微细管内的压力降、摩擦阻力系数f随雷诺数的关系。研究表明微管管内压降、摩擦系数都比常规尺度预测值要高。

双侧强化管池沸腾传热试验及数据处理方法

针对双侧强化换热管进行了管外工质R134a的池沸腾与管内工质水对流换热的传热试验,管内水的流动处于旺盛湍流状态。结合试验,分别用"威尔逊图解法"、"扩展Gnielinski法"、"修正Gnielinski法"和"新型曲线拟合法"计算管内换热系数。结果表明:对于管内流体旺盛湍流的流动,"威尔逊图解法"、"修正Gnielinski法"和"新型曲线拟合法"的数据处理结果基本相同,说明这3种方法可用于双侧强化管的试验数据处理。分析指出,这3种方法各有特点,需根据应用条件而适当选用,其中,"修正Gnielinski法"需慎重选用。