5 mm小管径内R290流动沸腾换热特性

本文对R290在5mm小管径内的流动沸腾换热特性进行实验研究,重点研究热流密度、质量流率及饱和温度对沸腾换热表面传热系数的影响。实验工况为:热流密度10～60 k W/m2、饱和温度15～25℃、质量流率50～200 kg/(m2·s)、干度0. 1～0. 9。结果表明:增加热流密度可实现强化换热,提高表面传热系数,使干涸现象提前发生,并加剧干涸;质量流率在低干度区间对表面传热系数的影响较小,在中干度和高干度区间表面传热系数与质量流率分别呈正相关;当热流密度较低时,在中干度区间,增大饱和温度会使表面传热系数降低;而在较高的热流密度下,增大饱和温度明显引起表面传热系数的上升。     

R134a闭式喷雾冷却传热性能实验研究

本文搭建了以R134a为工质的闭式喷雾冷却系统实验台,通过实验分析了稳态下制冷剂流量,过冷度和充注量对传热性能的作用规律,其中制冷剂流量范围为0.20~0.25 U/min,过冷度范围为5~8 ℃,充注量范围为0.95~1.25 kg。研究表明:在制冷剂流量为0.184 L/min,充注量为0.95 kg条件下,实验获得最大热流密度为105.25 W/cm2 ,最大表面传热系数为2.54W/（cm2?℃）。低热流密度(45.93~72.55 W/cm2)条件下,随着制冷剂流量,过冷度和充注量的增大,表面传热系数总体呈上升趋势;高热流密度(84.02~105.25 W/cm2)条件下,随着流量的增大,表面传热系数逐渐增大,而随着过冷度及充注量的增大,表面传热系数先增大再趋于稳定。雅各布数随着制冷剂充注量的增大逐渐减小,这对高热流密度下表面传热系数的提升不利,存在一个最佳充注量使得闭式唢雾冷却系统传热性能最佳。     

平行小通道直冷板传热特性实验研究

作为两相冷却技术的核心部件,直冷板的传热特性越来越受到关注。本文基于泵循环两相流实验系统,设计了一块平行 小通道直冷板,直冷板流道区域尺寸为140mm×50mm,包含21根通道,通道截面尺寸为1.5mm×15mm,通道间由0.5mm厚的肋片分隔。通过改变制冷剂进口温度,流量以及热流密度,分析平行小通道直冷板流道内部不同区域壁面温度及表面传热系数的变 化规律。结果表明,制冷剂热流密度0.5 W/cm2、进口温度15℃.质量流量150kg/h时,不同流道内壁面温度均沿流动方向呈单调 上升趋势;当制冷剂热流密度升至6W/cm2,壁面温度先升高后趋于稳定,中间流道的壁面温度均高于周边流道。在低热流密度 下,直冷板流道内部不同位置的表面传热系数沿流动方向基本不变;而在高热流密度下,流道出口处的表面传热系数呈现上升的趋 势,最大增幅为21%。与壁面温度相似,周边流道的表面传热系数高于中间流道,表面传热系数相差7%-24%。     

5 mm微肋管内R404A沸腾换热模型的适配性

本文针对5 mm微肋管内R404A流动沸腾换热进行实验研究,并将研究结果与筛选出的一批换热模型进行适配性验证。实验工况:热流密度5~25 kW/m^2、饱和温度0℃、质量流率200~500 kg/(m^2·s)、干度为0.1~0.9。结果表明:Zhang Xiaoyan等的模型由于工质热物性差异较大,过高的预测了部分数据;Liu Zhongliang等的模型低估了热流密度对传热系数的影响,过低的预测了实验数据;S. M. Kim等的模型不能体现高干度区域传热系数的衰减,整体预测精度不高;K. E. Gungor等的模型能够很好的解释管内传热的过程,同时预测精度较高,平均绝对偏差仅27.46%。乘以修正系数1.372后的模型平均绝对偏差仅为8. 95%,落在30%偏差带上的数据多达98.18%。     

R32在小管径水平光管内的流动沸腾换热与压降特性试验研究

对R32在?5 mm的水平光管内的流动沸腾换热与压降特性进行试验研究和理论分析。试验的蒸发温度为5℃,质量流量范围为100~500 kg/(m2·s),热流密度为8~24 kW/m2。结果表明,沸腾换热系数在1~8 kW/(m2·K)之间,压降在1~4 kPa/m之间。沸腾换热系数随着干度增大而增大,质量流量的增大和热流密度的增大都有利于换热系数的增加。质量流量的变化对压降的影响比较明显。与R32在?7 mm管内流动传热性能相比,换热系数提高了30%左右。将得到的沸腾换热系数和压降试验数据与多个模型的预测结果进行比较,发现多数换热经验关联式的预测误差较大,仅有Fuji-Nagata关联式的预测值与试验值较为接近;压降的预测误差相对较小。     

水平微细管内CO_2蒸发相变传热干涸特性

本文在热流密度为7. 5～30 k W/m2、质量流率为300～600 kg/(m2·s)、饱和温度为-40～0℃、干度为0～1、内径为1. 5mm的试验工况条件下,对水平微细圆管内CO2在高干度区域干涸特性进行了实验研究。结果表明:质量流率的增加、热流密度的增加、饱和温度的升高均会导致干涸起始干度的减小。基于实验数据和干涸机理分析,获得新的临界热流密度理论预测计算模型和干涸干度理论预测模型,并对新的理论预测模型有效性进行验证,结果显示在试验工况范围内,新的理论预测模型预测效果较好。     

泡沫金属结构对流动沸腾换热特性的影响

随着航空航天领域的发展采用沸腾换热的高效换热技术越来越受到关注,泡沫金属具有比表面积大、导热系数高的优 点,可以强化流动沸腾换热的效果。本文在实验工况为孔密度10-40PPI,干度0.1-0.9,质流密度90-180kg/(m2·s),热流密度12.4-18.6kW/m2的条件下,研究了表面润湿性为未改性和疏水改性的泡沫金属管内制冷剂流动沸腾换热的情况。结果表 明:40PPI泡沫金属管比10PPI泡沫金属管的沸腾换热表面传热系数最多增大了96%;随着干度.质流密度和热流密度的增大,泡沫金属管内流动沸腾换热表面传热系数最多分别增大74%,95%以及48%;疏水改性增加了泡沫表面的成核点数,与未改性相 比可以使传热系数增大10%-30%。     

热流密度对槽道热管传热性能影响的试验研究

对外径为15mm,长为150mm梯形轴向槽道热管的轴向温度分布、蒸发/凝结传热系数以及当量导热系数等传热特性进行了试验研究。试验所用热管的型材为铝合金,工质为氨。试验的结果表明,在冷源温度为40℃时,热管当量导热系数大概为3500～7500W/m.℃,蒸发传热系数大概为3700～5300W/m2.℃,凝结传热系数大概为2000～5000W/m2.℃,热流密度在1.2W/cm2以下时热管的工作性能良好,而在高热流密度下热管的传热性能恶化。     

竖管内溴化锂溶液降膜发生实验研究

针对气体类低品位热源驱动的溴化锂溶液吸收式制冷而提出采用竖管内降膜的发生器,其特点是溴化锂溶液薄液膜在竖管内由上而下流动,气体热源在管外部加热.通过实验得到降膜发生传热系数、放气范围、冷剂蒸汽产量与流量、热流密度的变化特性.实验结果表明:层流降膜时(Re＜500),传热系数随Re增大而减小,随热流密度增加而显著增大.回归分析得到层流降膜的传热系数关系式:h=14009.87qw0.0764Re-0.5391.     

竖直矩形通道内不凝性气体对凝结换热特性的影响

本文以去离子水为工质,实验研究了竖直矩形窄通道内少量残余不凝性气体对蒸汽凝结换热特性的影响。采用热阻分离法得到凝结侧换热表面传热系数,分析了不凝性气体的含量、冷却水质量流速、进口温度和热流密度对蒸汽凝结侧表面传热系数的影响。结果表明:当热流密度为1.668 kW/m~2,即蒸汽质量流速较小时,2%体积分数的不凝性气体使凝结侧表面传热系数下降了33%,但当热流密度为3.887 kW/m~2,蒸汽质量流速较大时,2%体积分数的不凝性气体仅使凝结侧表面传热系数降低了14%,此外,凝结换热表面传热系数随冷水质量流速和不凝性气体分数的增加而变小,随冷水进口温度和热流密度的增加而变大。