R404A在水平强化管外的冷凝实验及数据处理方法

针对一种双侧强化换热管,实验测试和分析了制冷工质R404A在管外凝结与水在管内对流的传热规律,采用"Wilson图解法"和"Gnielinski法"两种不同的方法对实验数据进行了处理。经理论分析和实验研究表明,Wilson图解法对于双侧强化换热管管内、管外表面传热系数实验容易产生较大误差,"Gnielinski法"是更合适的方法。实验得出了管内对流传热和管外凝结传热的计算关联式及传热的强化倍率。对于制冷剂R404A,在强化管外凝结的表面传热系数随着壁面过冷度的增加而增大,呈现出与纯工质光滑管外冷凝时不同的变化趋势。     

水平双侧强化管传热性能测定的新方法及实验研究

针对水平双侧强化管的传热性能测定提出了一种新的方法,称之为水环实验法,其基本过程是:在自行设计的套管换热装置中,通过实验得到缠绕铜丝的光滑传热管管外环形小通道内单相水传热关联式,应用该式通过热阻分离的方法得到一种新齿形内螺纹双侧强化传热管的管内传热关联式。同时研究了对于该管水在管内对流和制冷工质R123在管外凝结的传热情况,并采用水环实验法和常规热阻分离法对实验数据进行处理。经过实验研究和理论分析表明:本文的方法所得到的管内外传热系数较常规热阻分离法更加准确。     

一种冷凝强化换热管传热性能的试验研究

以目前广泛使用的R22为工质,对一种冷凝强化换热管管外冷凝换热性能进行了实验研究.管内以乙二醇为冷却介质.在恒定热流密度、变乙二醇流速与乙二醇流速不变条件下,改变乙二醇进口温度得到一系列实验数据,再通过威尔逊(Wilson)图解法同时得到管内外换热关联式.给出了不同管内流速时管外冷凝换热性能对比图.该冷凝强化换热管管外冷凝换热性能与普通光管相比,传热强化倍率为4.48.由于管内表面有细微的凹凸形状,使管内对流换热系数达到光滑管的1.33倍.     

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。     

R417A在水平双侧强化管外沸腾换热研究

对3根双侧强化管在饱和温度为8℃工况下进行了水平管外R417A沸腾换热特性研究。采用Wilson热阻分离法得到管外沸腾表面传热系数,并对实验结果进行了热阻分析。实验结果表明:管内轧制出0.32~0.34 mm的螺旋槽道,可以使管内对流传热系数提高到光管Gnielinski公式计算值的2.524~2.658倍。相同管型的强化换热表面,其沸腾传热系数随壁面温差变化的趋势相似,肋密度42fpi的E30管沸腾传热系数比50fpi的E32管大4.5%,表明沸腾传热系数的大小及变化趋势与肋密度(孔隙直径)及管型密切相关。双侧强化管外R417A沸腾换热,管外热阻约占总热阻的70%,管外仍需进一步强化,才能明显提高总体传热性能。R417A在强化管外沸腾传热系数仅为近似条件下其主要组分R134a的三分之一,表明混合工质沸腾换热与纯工质有较大差异。     

R134a表面增强型蒸发强化传热管的实验研究

介绍了国外空调冷冻设备中采用的一种新型商用表面增强型蒸发强化传热管,并对其进行了实验研究.发现对使用R134a环保制冷工质,在低热流密度的条件下,表面增强型蒸发强化传热管具有十分优异的强化效果.在实验的换热工况下,保持进口水温不变而改变管内水流速,这种强化管的总换热性能是普通低翅蒸发强化管的 2.2到2.6倍,管外换热系数是普通低翅蒸发强化管的1.3～1.9倍.     

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.     

制冷换热器双侧强化换热管的实验方法对比

大型制冷系统中的换热管通常采用管内、管外表面双侧强化结构,因不便在壁面布置温度传感元件,双侧强化管需要特别的实验方法来测定其性能,包括Wilson图解法(WPM)、修正Gnielinski公式法(MGF)、Wilson-Gnielinski公式法(W-GF)。不同的方法有各自的应用场合和使用局限性。本文针对双侧强化管提出一种便于应用的新方法,称为待定指数法(UEM),通过线性拟合和优化得到关联式中的待定参数,可有效分离管内、管外对流换热表面传热系数。在双侧强化管上进行了R134a管外蒸发、水管内流动的两组实验,以此对包含新方法的4种实验方法进行应用对比。结果表明：4种实验方法得到的强化管管内、管外对流换热表面传热系数的强化倍率分别在2.88～3.23、3.15～3.54之间,不同方法得到的管内、管外对流换热表面传热系数差异分别在15%、11%以内。4种实验方法可根据不同的应用条件选择使用,UEM限制条件少、应用方便,是一种更加高效、准确的实验方法。     

几种管外凝结强化管的传热试验及分析

对几种管外凝结强化管及相应的光滑管进行传热试验,介绍试验装置、试验原理和方法,分析冷凝强化管表面的形状和结构参数对强化换热的影响。通过试验及采用Wilson法和分离法得到这几种管子的管外冷凝换热强化效果数据,给出换热强弱对比的有关图表,并分析这几种强化管强化换热的机制。     

R410A在7 mm水平强化管内冷凝传热性能的实验研究

为了研究R410A制冷剂在1根光管和5根水平管内强化管冷凝换热特性,搭建一套集蒸发/冷凝于一体的水平单管换热实验台,研究变质量流速、变管型、变冷凝温度等参数对管内冷凝换热特性的影响.结果表明:保持环状流状态有利于强化传热;较大的螺旋角能够增大铜管内表面积和增加湍流效应,有利于强化传热;降低冷凝温度可以提高液相导热性能及...     

降膜式蒸发器管束间流量分配均匀性对其性能的影响

通过模拟计算讨论降膜式蒸发器在运行过程中,换热管束内外流体不均匀分布对换热器整体性能的影响。管外性能的模拟计算采用根据管束中换热管位置、沿换热管束长度方向上网格离散的三维网格格式,管内性能的计算采用三维CFD计算方式。计算和分析表明,换热流体在换热器中的分布均匀性对换热器内管外局部干斑出现的比例,以及整体性能有明显的影响。     

水平管内气液两相流型及换热的研究进展

通过系统介绍水平管内凝结的气液两相流型,以及不同坐标形式的流型图,得出水平管内环状流、波状流和雾状流之间转换的判据。另外,列举了水平光滑管和内螺纹管内凝结换热的经验型关联式,为计算管内凝结换热提供依据。并提出了下一步研究工作的建议。     

三种翅片管在空冷器应用中的性能比较与分析

通过实验，对缠绕式翅片管、外翅片铸铁管和外翅片铸铝管在低温空冷器应用中的传热性能进行比较和分析。实验表明，由普通缠绕式翅片管制成的空冷器比铸管制成的空冷器在短时期内的传热系数大，并且对管内流体的降温效果非常明显；铸铝管空冷器的散热能力并不比铸铁管空冷器强很多。     

水平细管管内凝结换热系数的数值模拟

对3种管径（2mm,4mm和6mm）的水平细圆管管内流动凝结换热特性进行研究。采用通用CFD软件Fluent6．3中的Mixture模型,结合UDF编程对物理模型进行数值求解。数值计算结果表明,小尺寸条件下管内凝结换热的规律不同于常规尺寸管道。随着管径的逐渐减小,重力对凝结的影响逐渐减小,气液面切应力、液体表面张力的作用加强。细管凝结过程的局部换热系数远远大于Nusselt的理论解。     

含油制冷剂在泡沫金属圆管内流动沸腾的换热特性

实验研究了填充泡沫金属的圆管内制冷剂与润滑油混合物流动沸腾换热特性。实验对象为两根分别填充5PPI、90%孔隙率与10PPI、90%孔隙率泡沫铜的圆管,以及相同管径的光管。实验工况为蒸发压力995kPa,质流密度为10~30 kg/(m2.s),热流密度为3.1~9.3kW/m2,入口干度0.175~0.775,油浓度为0~5%。实验结果表明:纯制冷剂工况下,泡沫金属的存在强化流动沸腾换热,换热系数最多提高185%;含油工况下,泡沫金属强化换热的效果弱化;相同工况下,更小的孔径可以提高流动沸腾换热系数,相比5PPI泡沫金属的实验数据,10PPI的泡沫金属可以使换热系数最多提高0.6倍。基于流型建立了填充泡沫金属的圆管内制冷剂与润滑油流动沸腾换热系数的预测模型,预测模型与98%的实验数据误差在±30%以内。     

混合工质水平管内流动凝结换热研究进展

从实验和模型两个方面，综述了国外对混合工质在水平光管和强化管内流动凝结换热的研究。对多种公开发表的混合工质凝结换热关联式的适用性和准确性进行了讨论。同时，指出了现有研究方法和研究内容的不足，以及应进一步深入研究之处。     

盘管式蓄冰槽盘管排列方式的传热特性

分析了顺排和叉排方式排列的盘管式蓄冰槽的传热过程,提出了相应的简化假设,并在此基础上建立了九管管束模型。通过对不同管径下不同排列方式的蓄冰槽内的传热特性的ANSYS模拟研究,得出管径对传热的蓄冰槽影响相对较小,盘管管顺排既可以简化布置方式,且顺排的传热特性更优于叉排,同时又满足温度场均匀的要求,因此采用顺排的布置方式比叉排更有利。     

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。