R513A在水平螺纹管内冷凝换热性能与压降

为研究R513A在内螺纹管中的冷凝换热性能与流动特性,通过实验对R513A在外径为12.7 mm和9.52 mm的光滑管和内螺纹管中的冷凝换热系数和压降进行分析,实验工况为:质量流速50—270 kg/(m^(2)·s),冷凝温度33、35、38、40℃。结果表明:R513A与R134a在光滑管内的冷凝换热系数差值为-18.8%—-25.5%,在螺纹管内差值为-5.5%—0.8%,螺纹管对于R513A的管内冷凝换热效果的增强更为显著;R513A的压降比R134a低5.6%—17.8%;随着管径的减小,R513A的管内冷凝换热系数和压降均增大。Oliver关联式对所测试螺纹管的管内冷凝换热系数的预测精度最高,平均误差值约为14.56%;对于管内压降的预测,所选关联式的计算结果与部分实验值存在较大误差;新拟合的压降关联式对R513A在内螺纹管内冷凝的压降预测结果较好,95.32%的数据点在30%误差线之内。

R513A在水平管内流动沸腾换热特性

为研究R513A在水平管内的流动沸腾换热特性,在质流密度为100—200 kg/(m^(2)·s)、饱和温度为5—10℃、热流密度为0—56 kW/m^(2)和干度为0—1的工况范围内,分析质流密度、饱和温度和出口干度(热流密度)对换热系数的影响。结果表明:流动沸腾换热系数随出口干度的增加出现先增大后减小的趋势,管壁液膜在气体的冲刷下,环状流阶段出现“环状-干涸流”,局部干涸的出现使流动沸腾换热系数降低。质流密度越大,流动沸腾换热系数越高,受气体的冲刷作用,干涸的临界干度随质流密度的增加而减小,但在外径为9.52 mm的螺纹管中,临界干度随质流密度增加而增大。与4种经验模型预测进行对比,在干涸发生前,Gungor-Winterton模型的预测准确度最高,平均绝对误差为13.92%;在干涸发生后,Jung模型的预测精度最高,平均绝对误差为2.56%。

R513A在水平管内流动沸腾传热特性的研究

全球变暖已成为各国关注的全球性问题,因此第4代新型环保制冷剂的研究迫在眉睫。制冷剂在蒸发器内的沸腾传热特性直接关系到该制冷剂的应用。R513A是R134a的替代制冷剂,通过实验研究R513A和R134a在12.7 mm水平光滑管和内螺纹管内的沸腾传热特性,分析质量流速、蒸发温度、热流密度和内螺纹结构对传热系数及压降变化的机理。实验工况:制冷剂的质量流速为100~200 kg/(m^(2)·s),蒸发温度为5~10℃。结果表明:沸腾传热系数随着热流密度的增大发生显著变化;随着质量流速的增加,沸腾传热系数增大15.06%~42.33%,压降增大26.16%~61.83%;随着蒸发温度升高,沸腾传热系数增大13.27%~38.25%,压降减小19.53%~33.27%;内螺纹管的传热系数显著高于光滑管,强化倍率最大为2倍。相同工况下,R513A的沸腾传热系数比R134a增大约25.61%~30.74%,R134a内螺纹管内压降比R513A平均高约12.33%;随着热流密度的增加,R513A的流型转变较R134a提前,此时沸腾传热系数急剧下降。

R134a在水平三维内微肋管内的沸腾换热

本文以 Ｒ１３４ａ为工质，在外径为 １６ ｍｍ的两种不同几何结构的水平三维微肋管内进行了沸腾换热实验，研究了质量流率、热流密度、蒸汽干度等因素对沸腾换热系数的影响。与相同工况下的水平光管比较， １＃微肋管的换热强化因子在１．５～２．１之间，２＃微肋管的换热强化因子在１．９～２．８之间。两种三维微肋管的比较结果显示，单位内表面积上具有更多的微肋数目的 ２＃管的平均沸腾换热系数比 １＃管增加了 ２８～４３％。

R32/R134a水平内螺纹管内流动沸腾强化换热实验研究

对非共沸混合制冷剂R32 R134a(2 5 %Wt 75 %Wt)在水平内螺纹强化管中的流动沸腾换热特性进行了研究。实验结果表明 :在内螺纹强化管中的流动沸腾换热性能比在光管中有较明显的提高 ;强化管强化系数变化的大致范围为 1.5～ 2 .2。根据活化穴、二次流和毛细提升三者之间的相互作用 ,探讨了内螺纹强化管的强化机理 ;并从重力影响、非共沸混合工质组分差与二次流影响的角度上 ,对在环状流下混合工质R32 R134a在内螺纹强化管和光管中流动沸腾换热时管子周向壁温的变化特征作出了分析。

三维微肋管内凝结换热流型及环状流关联式

为了得到不同流型下的换热性能 ,以R134a为工质对两种不同微肋几何结构的三维水平内微肋管进行了实验研究 ,通过可视化措施对流型及其转换进行了观测 .结果表明 :在Soliman流型图上 ,三维内微肋管环状流的分界线较之于光管向左平移了一段距离 ,即环状流与波状流的转换判据由Fr等于 7减小到Fr等于 2 .在较低的蒸汽流速和较低的干度下 ,三维内微肋管仍能维持环状流的状态 .环状流区的实验数据回归的换热关联式与实验值的最大偏差在± 2

三维微肋管内沸腾两相流型及其换热

以R134a为工质在作者研制的三维微肋管内进行了水平流动沸腾换热实验研究,通过可视化措施对流型及其转换进行了观测,结果表明,在Tailer-Dukler流型图上,三维微肋管内沸腾流型的分界线与光滑管有所不同,其中间歇流与环状流的判据由Xtt等于1.6减小到Xtt等于0.42,而波状流向环状流转变的Fr数有所增加;而在中等质量流速下环状流与局部蒸干区的转变主要受热流密度的影响。同时,对三维微肋管内沸腾换热特点进行了讨论,并对得到的实验数据建立了分区换热关联式,这些不同流型下的换热关联式的计算值能较好地同实验数据相吻合。

水平三维内微肋管在局部蒸干区的沸腾换热及其关联式

为了得到不同流型下的换热性能 ,以 R1 3 4a为实验工质在一种水平三维内微肋管内进行了流动沸腾换热实验研究 ,通过可视化等措施对得到的主要流型及其转换曲线表示在 G-x图上。对局部蒸干区的沸腾换热特点进行了讨论 ,并根据此区域换热的特点 ,沿周向管壁分成两个部分 ,即 :蒸干部分和非蒸干部分。对于非蒸干部分又分为淹没微肋的底部液体 ,且认为同环状流换热机理相同 ,而另一部分认为液休带领在沟槽中 ,从而得到了此区域的换热实验关联式 ,此换热关联式与实验值的最大偏差在± 1

基于微肋管的微沟槽表面薄液膜沸腾理论模型

本文提出了基于微肋管的薄液膜蒸发沸腾的输运现象数学模型及其有限差分求解方法。数值模拟结果表明,在蒸发扩张半月形液膜中,非蒸发液膜区域液膜形状主要取决于分子膨胀压力;在薄液膜区域与非蒸发区域的连接处存在着一个强烈的蒸发点,这是膨胀压力和表面张力共同作用的结果;在本征半月形液膜区域压力梯度几乎完全取决于表面张力,因而在该区域内液膜形状可以假定为圆弧形状。

微肋管内制冷剂流动沸腾换热研究进展

内微肋管是增强管内凝结与沸腾换热的重要技术之一,在制冷空调领域有着广泛的应用。本文基于对近年文献回顾,从实验和计算关联式两方面综述了微肋管中沸腾换热的研究现状,总结了质量流速、热流密度、干度、管道结构、润滑油等对换热系数和压降的影响,讨论了现有的沸腾换热关联式的适用性和准确性,并指出了需要进一步研究的问题。

R404A在水平内螺纹管中的冷凝传热研究

经过实验与理论对比,研究了R404A在外径9.52 mm内螺纹管内局部平均冷凝换热系数。采用Cavallini纯工质与混合工质关联式分别计算的冷凝换热系数,最大偏差不到4%。在工程计算R404A内螺纹管内冷凝换热系数时,可将其以纯质来对待。分析比较Cavallini,Yu-Koyama和Kaushink-Azer关联式,各自的理论预测值和实验结果相比,表明Cavallini关联式的预测精度最高,其标准偏差为7.76%。因此Cavallini关联式对于R404A在管内的冷凝换热预测有较好的适用性。研究结果对R404A冷凝器的工程设计及其优化具有一定的参考意义。

三维内微肋管内凝结流型分区及分层波状流换热关联式

Studies of two-phase flow patterns and their transitions during condensation have gained increasing interest because heat transfer characteristics are strongly dependent on flow patterns.Therefore,it is very important to know flow pattern inside a condenser at certain flow conditions and hence to develop heat transfer correlations consistent with the prevailing heat transfer mechanism in each flow pattern. The condensation heat transfer for R134a in two kinds of in-tube three-dimensional (3-D) microfin tubes with different geometries is investigated experimentally.In the range of experimental conditions,six distinguishable flow patterns (annular flow,semi-annular flow,stratified flow,wavy flow,slug flow and plug flow) are recorded by a video camera.The obtained results show that the flow regime transition criterion between annular flow and stratified-wavy flow decreases from Fr equal to 7 to Fr equal to 2 in the Soliman flow regime map.In stratified-wavy flow regime,the average heat transfer coefficients h of the two kinds of in-tube 3-D microfin tubes increase as mass flux increases and the number of microfins in 3-D microfin tube is not the controlling factor of condensation heat transfer performance.The regressed condensation heat transfer correlation from the experimental data of stratified-wavy flow regime is obtained.The disparity of the experimental data is within the limits of ±22%.Combined with the criteria of flow pattern transitions,the correlations can be used for the design of condenser of 3-D microfin tubes.

新型三维内微肋管水平管内凝结分层流局部换热系数研究

本文研制了一种新型相交换热强化管即三维内微肋管。通过实验得到了三维内微肋管水平管内凝结流型区的类别、分层流区判据以及强化凝结换热的性能．通过分析和逐步回归得到了计算分层流区三维内微肋管水平管内凝结局部换热系数的准则关系式。该式与实验数据在±30％范围内吻合。

水蒸汽在水平二维微肋管内的凝结换热

探讨了微肋高度对水平二维微肋管内凝结换热和流动阻力的影响．采用水蒸汽为凝结介质，进行了三种不同肋高度的管内凝结换热实验．结果表明，二维微肋管内凝结的平均换热系数α随肋高的增加明显增大．和光管比较，α增加２８％～２１０％，这时阻力的增加仅为４％～５３％．

水平内微肋管局部凝结换热性能实验与数值求解

以Ｒ１１为工质，蒸汽凝结压力为１４７－２６５ｋＰａ，质量流率４ｔｙ１５３ｋｇ／ｍ２ｓ，本文对二维内微肋管和三维内微肋管水平管内凝结分层流区局部换热系数进行了系统的实验。与光管比较，二维内微肋管和三维内微肋管局部凝结换热系数分别提高了１４７－７８３％和２６１－９９７％。本文首次从理论分析入手建立了二维内微肋管水平管内凝结分层流区局部换热系数分析模型并进行了数值求解。计算结果与本文实验相当吻合。

R22在水平微肋管和光管内凝结换热的实验研究

进行了R22在光管和微肋管内凝结换热实验，比较了局部换热系数．这两种管具有同样的外径9mm，实验段有效换热长度1104mm，微肋管是以同样尺寸的光管为坯管加工而成．实验工况对应凝结换热温度38．6℃，工质流量分别为30kg／h，60kg／h，干度范围0．2～0．8，热流密度15kW／m^2．实验结果表明，与光管相比，微肋管的换热系数是光管的1．7倍左右．但微肋管的强化效果在不同的管内工质流量下有所不同，在较小流量30kg／h下，微肋管强化效果在不同干度下差别不大，但在较大流量60kg／h下，强化效果随着干度的增大而增强．

R22和R407C在水平微肋管内冷凝传热与压降的性能分析

根据两相流动换热理论,建立纯制冷剂和非共沸混合制冷剂R407C在微肋管内冷凝的稳态分布参数模型。在此基础上用分布参数法求解控制方程,得出在不同流量、不同干度下,R22和R407C在微肋管内的冷凝传热性能,同时还得出它们在微肋管内流动的压降。本模型可用于分析R22及R407C在系统中的整体换热性能,为冷凝器的优化设计、制冷系统的匹配提供依据。

空调替代工质R404A在水平内螺纹管中的沸腾换热研究

比较了CAVALLINI的纯质和混合工质水平内螺纹管中流动沸腾换热系数的关联式,结果显示在内螺纹管中,对近共沸混合工质R404A的沸腾换热系数进行工程计算时,R404A被看作纯质和混合工质计算所得的沸腾换热系数值差别最大不到10%,因此可将其以纯质对待;对CAVALLINI的纯质和混合工质、KOYAMA及THOME等四个水平内螺纹管流动沸腾换热系数的影响因素进行对比分析,结果表明R404A的沸腾换热中对流沸腾换热占主导地位,且随干度增加而增加。对关联式的理论预测和实验结果进行对比,表明CAVALLINI和THOME关联式的预测误差小于21%,因此它们对R404A适用性较好,这对R404A蒸发器的工程设计及优化具有一定参考意义。

非共沸混合物微翅管内强制对流蒸发换热计算

分析了非共沸混合物在水平微翅管内强制对流蒸发换热的传热传质的特点,考察了影响非共沸混合工质强制对流蒸发换热的主要影响因素,建立了考虑相界面传质阻力和微翅管二次流效应的换热系数的计算模型,利用本文模型的计算结果与实验数据进行了比较,吻合较好。在高质量流量和高干度(x>0.3)下,理论预测值与实验值的平均偏差不大于10％。

新型水平三维内微肋管的凝结换热性能

研制了一种新型三维内微肋管。在工质蒸汽进口压力为147、186、226和265kPa下,在凝结液质量流率为33～153kg/(m^2·s)范围内,通过对3种不同微肋尺寸的三维内微肋管的实验,得到了R11在水平管内的凝结换热性能。