R22饱和蒸汽在C-S水平管外凝结换热的实验研究

以R22为工质在套管式冷凝器中对C-S水平管在饱和蒸汽状态下冷凝传热的性能进行实验研究，得出凝结换热系数与表面张力及蒸汽流速之间的关系，并拟合出其实验关系式。     

R410A和R22在小管径水平管内冷凝换热特性研究

本文搭建了冷凝换热实验台,对R410A和R22管内冷凝换热系数性能进行对比研究,实验工况为质量流速200~800kg/(m^2·s)、饱和温度40℃、干度0~1、5 mm外径水平光滑铜管,分析了质量流速和干度对管内冷凝换热的影响,并将应用于传统管道的关联式与实验所得数据进行对比。结果表明:冷凝换热表面传热系数与质量流速和干度呈正相关,高干度区域时的冷凝换热表面传热系数增幅显著;M. M. Shah[4]关联式来预测实验数据的效果并不理想,与实际值相比偏差最大可达60%,但是预测低质量流速和低干度区的数据较为理想;当质量流速较小(G=200 kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数要低于R22;随着质量流速的增大(G=400 kg/(m^2·s)),二者冷凝换热表面传热系数的差距减小;当达到中高质量流速(G=600kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数与R22的相似;当质量流速继续增大(G=800 kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数随着干度的增大开始高于R22的。     

R22和R417A在水平强化管外的凝结换热实验研究

用实验的方法研究了非共沸工质R417A在水平强化换热管管外的凝结换热性能,并与R22做了对比.试验管为两种强化换热管-斜翅管和矩翅管.结果表明:对于斜翅管,同等的壁面过冷度下,R417A的凝结换热系数大于R22的管外换热系数;对于矩翅管,同等的壁面过冷度下,R22的凝结换热系数大于R417A的凝结换热系数;在工质R417A下,两种强化管的凝结管外换热系数随壁面过冷度的变化率都比R22大,其原因应该与R417A作为一种非共沸制冷剂的温度滑移特性有关.从强化换热的角度考虑,对于表面张力较小的工质,选用斜翅管更有利.     

R22在矩形微细管内凝结换热的实验研究

通过实验研究了R22在当量直径为0.952 mm水平不锈钢矩形管内的凝结换热过程。实验时的饱和温度为40~50℃、质量流速为200~800 kg/（m2 ? s）、干度为0~1。研究结果表明：R22的凝结换热系数随质量流速和干度的增大而增大,在较高干度区增大趋势更加明显,随饱和温度的增大凝结换热系数减小。然后将实验结果与三种已有换热关联式进行了对比,在与R22相比时发现,在相同实验工况下R152a的凝结换热系数大于R22的凝结换热系数。     

R134a在水平强化管外凝结换热的实验研究

对氟利昂R134a在水平单管外的凝结换热性能进行了试验研究,试验管为光管和三根强化管,采用热阻分离法得到蒸气侧凝结换热系数。试验结果表明:光管管外Nusselt理论值与实验数据偏差小于10%。强化管No.1-3的传热性能均好于光管,当Re=40000时,No.1-4管的总传热系数分别为:5295,5818,5904,1502W/m2.K。在相同热流密度条件下,No.1-3管的管外换热系数分别是光管的7.0-8.8倍,9.0-10.8倍,9.9-12.0倍。管外强化后,管内外的换热系数已比较接近。     

R22和R410A在水平微肋管内冷凝性能的实验研究

建立无润滑油的实验台,以R22和R410A为工质,测试微肋管的传热系数,并将其结果进行比较。从实验数据可以得出,R22传热系数最高,R410A的压降值最小,该管较好地验证了实验的正确性,同时说明了实验管的高效性。     

两种不同工质在微通道内沸腾换热特性的实验研究

为研究流体物性、流动和换热过程的状态参量对微通道内沸腾换热特性的影响规律,本文采用去离子水和无水乙醇在当量直径为0.293 mm的矩形微通道进行了不同质量流量和热流密度条件下的沸腾换热实验研究,通过对实验数据的计算和处理,分析总结了流体的热物性、质量流量、热流密度、干度和Bo数等参量对沸腾换热系数的影响规律。结果表明:沸腾换热系数随着热流密度、干度和Bo数的增大而降低,核态沸腾占主导地位;相同的质量流量和热流密度条件下,去离子水的沸腾换热系数明显高于无水乙醇的沸腾换热系数,并且前者的换热系数随质量流量的增大而增大,而后者变化不明显。根据考虑了通道尺寸效应及流体物性参量总结出的换热系数关联式进行了计算,计算结果对去离子水和无水乙醇的平均绝对误差分别为14.2%和16.6%,可认为该关联式适用于微通道内沸腾换热系数的预测。     

超临界二氧化碳在套管内换热的实验研究

对超临界CO2在套管内的换热特性进行了实验研究,探讨了超临界CO2换热过程中,质量流率、压力和入口温度的变化对换热性能特性和压降的影响。实验得出,换热系数随着质量流率的增加而增加;而换热系数随压力的增加而减少;入口温度的变化对换热系数基本没有影响;压降随着入口温度的升高而逐渐增大;并给出了Re和Nu数的变化规律。研究为超临界二氧化碳换热器的设计提供了依据。     

流路布置对R22替代工质冷凝器性能的影响研究

基于相关文献提出的冷凝器分布参数模型,分别以R22的3种替代产品（R407C,R410A,R134A）为工质,分析了4种不同流路布置的2排管冷凝器的换热和流动特性,并与以R22为工质的冷凝器进行了性能比较。结果表明：采用R22的3种替代工质时,冷凝器性能的变化规律基本一样,4种流路布置中,在随着管内冷媒流量的变化和随着冷凝器迎风面风速的变化两种工况下,逆流换热效果最好,其次是错流,顺流最差;在与R22为工质的冷凝器性能比较中,采用3种替代工质的冷凝器换热量及进出口压降的变化趋势基本一样;在3种替代工质中,R410A性能较好,换热量最大、压降最低,但其冷凝压力比R22高出60%左右,R134A压降较大,这两种都不是理想替代物,而R407C与R22在换热量及压降方面最为接近,是其理想的替代工质。     

R290的管内冷凝实验研究

用实验与关联式理论计算对比的方法,研究了自然工质丙烷在外径9．52mm的铜光管、内螺纹管及内交叉肋管内的冷凝换热特性。冷凝实验的进口压力为：1079kPa(30℃)和：1369kPa(40℃),质量流速为100,150,200,250和288kg/m^2s,进出口状态均保持饱和状态。为获取平均局部换热系数,实验管段为套管式逆流换热器结构,分为1m长四段,弯头相连。制冷剂在内管内冷凝,而10％的乙醇溶液在管间流动。实验结果与大多针对非自然工质(CFC,HCFC或HFC)建立的关联式的预测结果基本吻合。     

R290和R22在水平细圆管内流动凝结换热的实验研究

实验研究了R290、R22在细圆管中的流动凝结换热特性。实验管内径为1.085 mm,R22的质量流率为200~1200 kg/(m2·s),R290的质量流率为200~650 kg/(m2·s),饱和温度分别为40℃与50℃。实验结果表明,高质量流率时R22在较高干度下换热系数随干度增加缓慢或略有下降,低质量流率时,R290在较小干度下出现换热系数下降。两种制冷剂蒸气相比,相同条件下R290的凝结换热系数高于R22的。本文的实验结果还与现有典型关联式的计算结果作了对比,其中,Wang et al.(2002)关联式对R290的实验数据预测偏差在17.5%之内,Kim et al.(2013)关联式对R22的实验数据预测偏差在18.4%之内。     

R404A和R407C在水平强化管外的凝结换热实验研究

实验研究了近共沸制冷工质R404A与非共沸制冷工质R407C在水平强化换热管管外的凝结换热性能。采用"Wilson图解法"对实验数据进行处理。结果表明:对于R404A和R407C,强化管外的凝结换热系数随着壁面过冷度的增加而增大,呈现出与纯工质冷凝时不同的变化趋势,这主要是近共沸或非共沸工质凝结过程中,某些组分的凝结会遇到其它组分的凝结气膜热阻所造成的;随着过冷度增加,易挥发组分开始凝结,气膜变薄,冷凝传热系数增大。R407C在强化换热管管外的凝结换热系数比R404A要小70%左右,这是由于R407C的温度滑移较R404A要大,管外形成的凝结扩散气膜造成的影响更大。R407C在高热流密度工况下的换热效果提升明显,故应尽量工作在高热流密度区域。     

采用制冷剂R410A的绝热毛细管特性仿真

基于能量守恒、动量守恒、质量守恒方程,建立描述绝热毛细管特性的数学模型.毛细管内制冷剂流量的模型仿真结果与实测数据的差别小于5%,说明仿真结果具有可信度.用模型研究了通过毛细管的制冷剂质量流量随毛细管的内直径、长度、冷凝温度和蒸发温度的变化关系.仿真结果可以用于指导采用R410A的空调系统的设计和实验,具有很好实际应用价值.     

低温热泵系统中R290替代R22的性能研究及优化

本文针对低温热泵系统,采用R290替代R22进行性能实验研究,对比不同工况下两者的性能差异发现:直接在原系统中将R22抽出并灌装非等量R290后,系统运行时,换热量与COP均有所衰减,且在相同的低温环境工况下,R290系统的压缩机排气温度和排气压力均高于原R22系统。通过分析系统部件可知,上述现象出现的主要原因是R22系统压缩机排量过大、与R290系统不匹配,因此为同时满足系统的安全性要求以及提高R290在低温热泵系统中的整体性能,考虑在系统中更换与R290更为匹配的排量更小的压缩机。实验结果表明:对R290低温热泵系统压缩机排量进行优化能有效降低系统的排气温度和压力、提高系统整体性能;压缩机优化后的R290低温热泵系统COP较原R22系统提高6.5%,低温环境下排气温度降低36%,至80℃以下。