CO_2/润滑油混合物在水平管内流动沸腾换热的试验研究

为了测试润滑油对CO2流动沸腾换热特性的影响,以指导CO2换热器的设计,对CO2/润滑油混合物在水平管内的流动沸腾换热系数进行了试验研究,试验工况质量流量为2.74~5.61kg/h,热流密度为3.2~5k W/m2,测试段入口干度为x=0.2~0.5,蒸发温度在-4~8℃之间,选择PAG作为润滑油,浓度为0~6%。试验结果表明,润滑油浓度越大,CO2的局部换热系数越小;润滑油浓度较低时(<3%),换热系数下降较大,再增大含油量,换热系数下降的趋势减缓。增大蒸发温度可以延迟干涸的发生,相反地,大的热流密度和质量流量可以使管内提前出现干涸。CO2/润滑油混合物的换热系数随蒸发温度的升高而增大,随热流密度和质量流量的增大而减小。     

不同形貌结构表面对沸腾换热影响的实验研究

沸腾换热是提高能源利用率的有效手段之一,较好的形貌结构表面可以提高沸腾换热性能,提升热管导热性能,使热管导热能力加强。通过设计不同形貌结构铜板表面,搭建池沸腾实验检测平台,结合沸腾换热过程中的温差与沸腾实验现象,从接触换热面积、有效汽化核心数以及有无针翅结构的角度进一步解释沸腾换热过程中热量的传递情况和沸腾传热机理分析,实验结果表明有效汽化核心数和接触换热面积的增大确实能够提高沸腾换热性能,沟槽式针翅结构对沸腾换热的促进效果最为明显,其沸腾过程中的平均温差为4.3℃,比沟槽结构表面略小,远小于其他换热面。     

超临界CO_2流体及其换热特性分析

对超临界CO2流体的换热处理原则、换热特点以及换热机理进行了分析,超临界CO2流体特殊的物性变化使得其传热与常规流体不同,应该按"变物性"来处理。通过物性分析比较,与常规工质的凝结换热性能进行了对比研究,超临界CO2具有良好的传热和流动特性,超临界CO2冷却过程换热与凝结换热性能相当。进而分析不凝性气体对超临界CO2的性质及换热性能的影响,其物性值会有所减小,换热性能也有所降低。     

沸腾炉换热管的试压工装

在对沸腾炉换热管弯制完毕后进行试压时发现,按常规试压把弯制成形的换热管放在两台龙门虎钳上,用钳口压住管子外壁,管子一端堵住,另一端连接试压泵进行水压试验。结果发现由于管子空间成形角度不同,难以装夹。另外管子外壁压得太紧,管口成椭圆,管子外壁容易出现压...     

套管式CO_2蒸发器的优化设计计算

为了设计出结构紧凑、具有更好换热性能的CO_2蒸发器,本文建立了套管式CO_2蒸发器的计算模型,论述了套管式换热器的计算方法和步骤,并最终确定了套管式换热器的结构尺寸和型式。结果表明:传热系数随管束内径的增大先增大后减小,CO_2侧压降随管束内径的增大而减小;管束个数增加,换热系数和CO_2侧压降都减小。研究成果可为今后套管式CO_2蒸发器的优化设计提供理论依据。     

池沸腾多种底面肋型可视化实验研究

以纯水作为介质,使用高速摄像技术针对池沸腾加热底面肋型不同工况下的池沸腾换热特性进行实验研究。研究了无肋、中间打断式、三断式肋3种加热底面肋型沸腾池强化换热特性,分析了不同底面肋型条件对沸腾池壁区边界层两相特征的影响规律。结果表明：相同热流密度条件下,换热三断式肋型池沸腾气泡脱离速度明显加快,气泡运动距离、气泡脱离直径最小,底面气泡生成时间最短,强化换热效果最显著,中间打断式肋型对池沸腾强化换热作用弱于三断式肋型作用;热流密度相同时,与光板肋型池沸腾相比,中间打断式肋型池沸腾换热系数增大约8%,三断式肋型池沸腾与光板肋型池沸腾换热系数相比增大约16.5%,在无肋、中间打断式、三断式3种底板类型沸腾池中加热底板肋型为三断式的沸腾池强化换热性能最好,三断式的底面肋型可以提高池沸腾强化换热性能,增强换热能力。     

制冷剂二氧化碳流动沸腾过程换热性能分析

制冷剂CO2在蒸发器内的流动换热性能受许多因素的影响，比如：质量流速、热流密度以及蒸发温度等参数。由于CO2特殊的热物性和传输性，使得其蒸发换热和两相流特点有别于传统制冷剂。这也决定了其蒸发换热管适合设计成小管径，而蒸发器的型式以紧凑型为发展方向。     

亚临界CO_2流体性质及沸腾相变特性分析

分析了亚临界CO2流体的性质,并与R22和R134a进行了比较。结果表明,CO2的蒸发压力较高,表面张力较低,饱和液相和气相密度比较低,饱和液相粘度较小,比热较高,导热系数较大。微量不凝性气体NC-1对CO2气相物性影响较小。气泡核化分析表明,当过热度和蒸发温度相同时,CO2气泡临界半径以及所含蒸气分子数量级均比R22和R134a小很多,更易于气泡产生。总之,CO2的热物理性更有助于沸腾传热。     

低压条件下紧凑叉排管束沸腾换热特性试验

针对传统的满液型蒸发换热器,将蒸发器中的水平加热管束按叉排方式紧凑排列形成窄缝空间,在大气压和低压运行条件下,利用窄缝空间沸腾强化换热机理,可以将在低壁温/低热负荷条件下的自然对流换热转化为核态沸腾换热,能有效提高满液式蒸发器的换热性能。和传统的满液型蒸发换热器相比,这种紧凑式蒸发器平均换热系数能提高一倍以上。紧凑蒸发器的管距、管位置,工作压力都对蒸发器的换热性能有显著影响,管距的影响是最大的。不同的压力条件下存在一个对应的最佳管距。在此管距下,蒸发换热器的强化换热性能达到最大。最佳管距对应的管束水力当量直径近似等于池内沸腾时的气泡脱离直径。随着压力减小,最佳管距逐渐增大。同时,紧凑式管束布置引起的窄缝空间内沸腾强化换热强化效果也逐步降低。     

管内流动沸腾传热关系式对R410A的适应性研究

R410A作为一种替代制冷剂,已经大量用在工业生产中。R410A制冷系统的设计和研发需要进行R410A管内流动沸腾换热计算。目前有很多公式预测两相流流动沸腾换热系数,它们对R410A的适应性需要判断。本文从10篇论文中收集了1268组R410A流动沸腾传热实验数据,用这些数据对27个两相流流动沸腾换热关系式进行了评价,选出了较为精确的R410A管内流动沸腾换热关系式,为R410A管内流动沸腾换热计算的公式选择提供了依据,为提出精确度更高的R410A管内流动沸腾公式提供了参考。     

R717管内流动沸腾传热关系式评价分析

综述了R717管内沸腾传热试验研究;从7篇论文中搜集了1157组R717沸腾传热试验数据;利用试验数据评价了现有的36个管内流动沸腾换热关系式;研究了干度和管径对换热系数的影响;与CO2、N2和水3种自然制冷剂的传热特性进行了比较。文章获得了一些具有使用价值的结论,为R717管内沸腾传热计算公式的选用提供了指导,为R717流动沸腾传热的进一步研究提供了参考。     

氨/水混合物管内强制对流沸腾换热计算

对几组混合工质强制对流沸腾换热系数计算的实验关联式进行分析比较。利用收集到的实验数据，在Bennett和Chen关联式与Rivera关联式的基础上进行管内强制对流沸腾传热的计算。并与Rivera的实验结果进行比较，得到适合氨／水混合物沸腾换热的计算式，并分析影响换热系数的因素。     

电子设备芯片沸腾换热应用试验研究

针对电子设备单芯片热耗超过500 W、热流密度超过50 W/cm²、单个机柜超过50 kW 的散热需求,采用沸腾换热结合微槽道的方法为大热耗、高热流芯片散热提供了新的解决方案。通过试验验证了微槽道与常规通道蒸发器的流动和换热差异。结果表明,微槽道相比常规流道,其散热温差降低了44%,细长结构的微槽道蒸发器能获得更优越的换热性能,流动沸腾换热系数可达2 ~ 3 W/(cm²·K)。     

超临界CO_2微细管内传热特性研究

考察超临界CO2微细管内冷却条件下流动和换热的细观信息(管内不同截面湍动能分布,无量纲速度和温度分布以及湍流雷诺数分布等),结果表明:近壁处湍动能的变化对传热有较大影响,微细管内换热关联式需考虑浮升力的影响。对管径d=0.5,0.3,0.1 mm时,超临界CO2的换热特性进行计算分析,回归出管径小于0.5 mm时,超临界CO2在冷却条件下竖直向上流动和竖直向下流动时的换热关联式,作为对超临界CO2研究的有效补充。     

竖直矩形窄通道内水流动沸腾换热特性的研究

建立单面加热垂直矩形窄通道流动沸腾换热试验装置,针对截面250mm×3.5mm的窄缝通道,对水流动沸腾换热特性进行试验研究。通过试验分析可知:(1)随着干度的增加,局部换热系数先增加后减小,有一个最大值,此时处于饱和核沸腾区域,其蒸汽干度也接近于0,同时也接近于沸腾起始点。相应地流体从单相流-泡状-块状流-搅拌-环状流转变。(2)在流动沸腾换热中,热流密度对核态沸腾换热有明显影响,而对流动沸腾液膜蒸发的影响甚小,所以可以认为由热流密度的变化而引起的换热变化,主要表现在核态沸腾。(3)入口温度的变化对单相流动的换热系数有影响,而沸腾换热系数与流型及汽泡的产生及扰动有极大关系,入口温度对流动沸腾局部换热系数基本没有影响。     

润滑油对管内沸腾换热影响研究综述

润滑油的存在会对管内流动沸腾换热产生影响,不同粘度、浓度的润滑油影响效果不同,不同的换热条件,如干度、质量流量、热流密度的变化也会改变润滑油对换热的影响。因此,本文对相火文献的研究成果进行了回顾,分析和总结了润滑油对管内流动沸腾换热的影响。     

多孔表面的制造方法及其强化沸腾传热效果的比较

主要对用于强化沸腾传热的多孔表面的制造方法进行了介绍,对各种多孔表面强化沸腾传热的特性进行了比较和分析。最后探讨了多孔表面强化沸腾传热研究的发展方向。