三维双侧水平强化管R245fa凝结换热性能试验

由于制冷剂R11和R123对臭氧层有破坏作用,为完成环保新工质R245fa对R11和R123的替代工作,对R245fa在内螺纹外斜翅片的三维双侧强化管外的凝结换热性能进行试验。数据处理过程中,采用Wilson图解法获得管内水侧对流换热系数及其计算关联式,再利用热阻分离法获得管外凝结换热系数。研究表明:试验中管内对流换热系数高于管外冷凝换热系数,所以管外侧的传热热阻是占据主导地位的传热热阻;相对于光管,R245fa在三维双侧强化管管内换热强化换热倍率为3.58,管外强化换热倍率为2.48;对实验数据进行拟合,得到管外换热系数的变化规律和凝结换热关联式。     

R1234ze(E)与R134a在水平双侧强化管外的凝结换热对比实验

搭建了水平单管降膜蒸发试验台,以第四代制冷剂R1234ze (E)和第三代制冷剂R134a作为工质,在新型水平双侧强化管管外分别进行了改变管内水速、热流密度和冷凝温度条件的凝结换热实验.使用Wilson-Gnielinski图解法计算得到管内表面传热系数hi,进一步采用热阻分离法分离出两种制冷剂的管外表面传热系数,并分...     

R134a在水平内微翅管管内凝结换热的实验研究

对制冷剂R134a在水平强化换热管管内的凝结换热性能进行了实验研究。实验管为两种内微翅管,分别命名为A管和B管。实验件采用套管结构,强化内管外表面和外管内表面之间(管间)走乙二醇水溶液。实验过程中管内冷凝温度为51℃,管间乙二醇水溶液的流速为3.35 m/s,乙二醇水溶液的进口温度根据制冷剂的质量流速做相应调整,以保证试件出口制冷剂有一定的过冷度。实验结果表明:两种水平强化管的管内冷凝换热系数均随着制冷剂质量流速的增加而增大,在制冷剂质量流速从300 kg/(m2.s)增加到700kg/(m2.s)时,A管的管内冷凝换热系数比B管高1.87%到6.28%,而B管的制冷剂流动阻力比A管高9.56%到11.05%,A管的结构优于B管。     

R245fa阻燃特性理论与试验研究

分析了R245fa的阻燃,试验研究了R245fa在电打火(点火能约为100 J)和普通打火机点火两种条件下对R290、R152a、DME、R600a的阻燃特性,提出了新的评判阻燃组分阻燃特性强弱的指标(阻燃系数K),并对R245fa作用于各可燃工质的阻燃效果进行分类．试验结果表明,点火能大小、点火源形式对可燃工质燃爆极限影响很大;R245fa对碳氢类可燃工质阻燃效果差;对HFC类的阻燃效果相对较好;R245fa的阻燃效果比R134a的差．     

工质R123和R245fa的有机朗肯循环热力性能

在回收热量一定的条件下,运用热力学第一定律建立了有机朗肯循环热力分析模型,基于蒸发参数法展开了工质R123和R245fa的优选研究。计算结果表明:相同蒸发参数下,工质R123的循环热效率高于工质R245fa;相同蒸发温度下R123具有低压特性,这有利于系统的安全运行。从工质的环保性和热力性能来综合考虑,认为工质R123优于工质R245fa。     

T型沸腾强化换热管传热性能的实验研究

对一种T型翅片内螺纹沸腾强化换热管进行换热性能实验研究,管外以制冷剂R134a为工质,管内以水为介质,在定热流密度(q=9 000 W/m2)与定水流速(v=1.5 m/s,v=2.6 m/s)的工况下得到一系列实验数据.利用Wilson图解法得到管内外的换热系数,并与理论光管计算值进行比较,得出T型翅片管管内外沸腾换...     

新型强化换热管管外流动与换热特性

针对新型强化换热管的几何特征,采用三维数值模拟方法,分别从速度—压力场协同性、综合评价因子ε、速度—温度场协同角三个方面对扭曲管、波节管、波纹管开展研究。对波纹管的实验测量结果与数值模拟结果最大相对偏差为2.35%。数值模拟结果表明,纹管管外Re从569~7 399变化,总压降从3.78增长到317.30Pa;扭曲管Re从508~7 622变化,总压降从0.84增大到62.50Pa;波节管Re为580~7 550变化,总压降从1.29增长到110.00Pa,波纹管阻力相比波节管最大提高186.7%,相比于扭曲管提高408.4%,Re<4 500时扭曲管Nu数比波纹管最大提高13.30%,比波节管最大提高6.97%,Re>4 500时波节管换热性能逐渐超越扭曲管以及波纹管,在计算范围内Nu比扭曲管最大提高5.17%,比波纹管最大提高5.40%;波节管的周期性波峰对于强化换热和减阻作用显著;波纹管的压降、强化换热表现均弱于波节管和扭曲管。根据计算结果拟合出Nu数与Re、Pr的实验关联式,为管壳式换热器设计提供一定的理论和依据。     

在螺旋套管冷凝器内R417a凝结换热性能的实验研究

在空气源热泵热水器中,使用混合型制冷工质R417a,冷凝器采用螺旋套管换热器且套管环形空间内制冷剂与内管中的水逆流换热。对在不同工况下,环形通道内R417a的凝结换热特性进行实验研究和理论分析。实验的工况为:水的体积流量为0.60～1.00 m~3/h,水的流速为0.58～0.98 m/s,冷凝器进水温度为20.0～55.0℃。实验结果表明:环境温度为15.0℃,螺旋套管内R417a的凝结传热系数随冷凝饱和温度的升高而减小,局部凝结传热系数随干度的增大而增大。当冷凝器进水体积流量为0.60 m~3/h,饱和冷凝温度由40.0℃增加至60.0℃时,冷凝器制冷剂侧凝结传热系数从3 839.0减小至2 372.0 W/(m~2·K),约减少了38.1%。     

CO2不同螺纹管管外强化换热的实验研究

通过对CO2的物理特性及水平光管与不同螺纹管管外沸腾换热进行实验研究,得出了换热系数随蒸发压力和热流密度的变化关系。拟合得出CO2在蒸发压力的范围为2.6~3.6MPa、热流密度为10~50 kW.m-2的换热关联式h=A.qn。与Cooper预测值的偏差在±15%之内,与Ribatski关联式预测值的偏差在±7%之内,与Ye实验关联式预测值的偏差在±9%之内。在CO2在光管管外沸腾换热的基础上进一步研究其在螺纹管管外沸腾对换热的强化效果,为CO2强化换热进一步发展提供依据,具有一定工程实践意义。     

5mm小管径内R290凝结换热研究

对R290在5 mm小管径内的凝结换热特性进行了实验。实验工况:热流密度5～10 kW/m~2、质量流率180～250 kg/(m~2·s)、饱和温度40～55℃、管径5 mm。研究了质量流速、饱和温度、热流密度及管型对管内换热系数的影响。研究表明:换热系数随质量流率的增大而增大,随饱和温度的上升而下降,且在干度较大区域,影响更加明显;换热系数随热流密度的增大而增大,且存在最佳热流密度使其达到最大值;相同工况下,内肋管换热系数大于光管,在质量流速低、干度小的区域内肋管的强化效果更优。     

扁管凝结换热的试验研究

对某散热器有限公司提供的两种型号的冷却扁管进行了管外凝结换热试验。采用线性回归法(最小二乘法)拟合出换热系数与管内流体流速之间的关系,并利用测量值的方差σ~2对拟合方程的精度进行检验。从拟合方程得到两种试验扁管管内外换热准则关系式,管型Ⅰ和管型Ⅱ的管外凝结换热系数分别为11 981.78、11 004.74 W·m~(-2)·K~(-1)。从拟合方程和两种管型的长宽比可以得出:扁管的长宽比越大,管内流体的湍流越充分,越有利于管内对流换热,但不利于管外凝结换热。     

管内强化传热结构及其性能分析

强化传热一直是工程中节能降耗的有效措施,本文阐述了各种管内强化传热结构及其性能特点,并用场协同原理和数值模拟方法分析了其强化传热机理。数值分析表明,管内壁面的凸起对流体产生扰流作用,减薄和破坏了液体边界层,管内插入物促进了流体的湍动,加速流体的径向混合,这都有利于提高流体的传热强度。     

R404A在5 mm小管径内冷凝换热特性研究

搭建了一个单管冷凝换热特性测试实验系统,研究不同工况下R404A在5 mm小管径管内的冷凝换热系数变化。根据实验数据,建立了R404A在小管径内的冷凝换热模型,并通过偏差验证来论证新换热模型的可靠性。结果表明:R404A在小管径内冷凝换热系数随冷凝饱和温度的上升而降低,随质量流速和干度的上升而上升,随热流密度的变化没有明显改变;当质量流速较大时,冷凝换热系数随着干度的增加,增大的趋势会更为明显,当干度较大时,冷凝换热系数随质量流速的增加,增加的幅度也更大;新关联式可以较好地预测R404A在5 mm内螺纹管的冷凝换热系数,且偏差最大为±20%。     

水平管内R1234yf流动冷凝换热和压降的实验研究

在1根光管、2根微肋管内对R1234yf两相流动冷凝换热进行实验,实验工况设定为冷凝温度(40±0.5)、(43±0.5)和(45±0.5)℃,质量流速为400～900 kg/(m~2·s),实验段进口制冷剂干度为0.80～0.85、出口制冷剂干度为0.15～0.20,进而从关联式拟合机理上分析各关联式对管内换热系数、压降的预测效果。结果表明:管内换热系数、压降均随流速的增加、冷凝温度的降低而增大,且微肋管内换热系数、压降均大于光管内换热系数及压降,其中,1号微肋管内换热系数最高,2号微肋管内压降最大;对于光管换热系数、压降,Thome关联式和Fridel关联式预测效果最佳,其预测平均误差均在3%以内,而Wang et al关联式和Chisholm et al关联式预测误差最大,其预测平均误差在25%以上;对于微肋管内换热系数、压降,Cavallini et al关联式和Haraguchi et al关联式分别表现出较好的预测效果,其平均预测误差分别-15.43%和-15.68%。     

R410A和R134a在水平强化管内的冷凝换热性能

为研究强化管的冷凝换热性能和强化换热机理,采用实验的方法对R410A在外径6.35和8 mm的光管及内螺纹管(螺旋角为18°和28°)中的冷凝换热性能进行了研究,并与R134a进行对比,实验工况:冷凝温度30和35℃,质量流速400～1 100 kg/(m~2·s)。结果表明:螺纹管冷凝传热系数强化倍率均显著大于内表面扩展倍率;R134a强化因子大于R410A,强化管对粘度、表面张力较大的制冷剂强化效果更显著;8 mm管强化因子大于6 mm,管径较大时,换热提升效果更好;水侧雷诺数为14 000时,8 mm、28°螺纹管在质量流速为500 kg/(m~2·s)时,管内外侧热阻接近,强化效果较好。     

水平螺旋管外冷凝换热的理论分析与实验研究

用改进的Nusselt—Rohsenow方法分析了水平螺旋管外的层流膜状冷凝换热。考虑了粘性和重力的影响以及离心力对液膜流动和换热的影响。通过分析,得到了较通用的无量纲冷凝方程,并导出适合于其它几何形状换热元件的冷凝换热方程。经数值计算得到了在不同条件下的局部Nusselt数(Nu)和平均Nusselt数(?)。理论结果得到了实验数据的验证,并推荐了实用的传热计算公式。