微肋管内制冷剂流动沸腾换热研究进展

内微肋管是增强管内凝结与沸腾换热的重要技术之一,在制冷空调领域有着广泛的应用。本文基于对近年文献回顾,从实验和计算关联式两方面综述了微肋管中沸腾换热的研究现状,总结了质量流速、热流密度、干度、管道结构、润滑油等对换热系数和压降的影响,讨论了现有的沸腾换热关联式的适用性和准确性,并指出了需要进一步研究的问题。     

混合制冷剂R32/R290在水平三维微肋管内沸腾换热研究

利用计算流体力学和数值传热学方法,分别对500 mm水平微肋管和光滑管中的新型混合制冷剂R32/R290(68:32)开展三维数值模拟和理论分析。仿真模拟采用结构化网格,分析了质量流量、饱和温度、热流密度以及干度对平均沸腾传热系数的影响。结果表明,当有临界干度出现时,两种管型的沸腾传热系数均会出现先增大后减小的趋势。微肋管蒸干现象出现的节点具有延迟性,且螺旋微肋管能有效强化沸腾换热。低干度区域,分别增加质量流量、饱和温度、热流密度都能导致沸腾传热系数增长。在不同工况下,临界干度出现的时间节点顺序不同。对距入口不同位置截面的气液两相变化规律进行分析,各个距离截面中气相占比皆由下至上逐渐增加,不同截面气相体积分数随着距离的增加而变大。     

添加表面活性剂的沸腾换热强化研究进展

从沸腾换热特性及其影响因素、沸腾汽泡行为和沸腾换热关联式等方面综述了添加表面活性剂的沸腾换热强化研究现状。现有研究指出界面吸附、分子结构、粘度、溶解特性等因素对表面活性剂溶液沸腾换热的作用机制与表面活性剂种类和溶液浓度密切相关,但是蒸汽携带活性剂、非离子活性剂浊点、加热方法、系统压力、参数耦合等因素对表面活性剂溶液沸腾换热的影响规律的研究还需深入开展。在沸腾汽泡行为方面,表面活性剂溶液沸腾汽泡行为与水存在较大差异且与活性剂种类有关,表面活性剂溶液沸腾汽泡行为的理论研究还需加强。此外,现有文献建立的表面活性剂溶液沸腾换热模型及关联式存在验证所用的实验数据较少、模型参数难以确定等不足。最后,在总结现有研究进展的基础上对表面活性剂溶液沸腾换热的后续研究工作提出了建议。     

R134a水平微细管内流动沸腾换热的实验研究

本文对R134a在水平微细管内的流动沸腾进行了实验研究。实验测试段选用了内径为1 mm、2 mm、3 mm共3种不同的水平光滑不锈钢管,实验的饱和温度为5~30℃,热流密度为2~70 k W/m2,流量范围为200~1500 kg/(m2·s)。实验结果表明:相同条件下,干涸前2 mm管较3 mm管换热系数平均增幅为11.6%,1 mm管较2 mm管换热增幅为26.3%,1 mm管径换热系数比3 mm管径平均增大40.8%。随着管径的减小,换热系数在更低的干度开始减小,质量流速和强制对流蒸发作用对换热系数的影响变小,热流密度的影响依然显著;塞状流和弹状流区域减小,泡状流和环状流区域增大。     

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。     

制冷剂混合物水平微翅管内流动沸腾研究综述

本文对目前国内外制冷剂混合物在水平微翅管内流动沸腾特性的实验研究进行了综述。讨论了混合物在微翅管内流动沸腾的强化特性、替代制冷剂换热性能的比较和润滑油对换热的影响。同时,对进一步的研究提出了一些建议。     

水平微肋管内冷凝换热特性实验关联式的研究进展

概述目前国内、外空调制冷行业中普遍采用的水平微肋管内冷凝换热特性的实验关联式及其影响因素,指出正确地选用实验关联式,为空调制冷行业中冷凝器的优化设计及其制造提供可靠的依据.     

微肋管内流动冷凝压降关联式的研究

本文进行了微肋管内R134a两相流动冷凝换热实验,分析了实验工况、微肋管结构参数对管内压降的影响,并使用关联式对管内压降进行了预测。实验结果显示:管内压降与质量速率、肋片螺旋角呈正相关,与冷凝温度、冷却水雷诺数Re呈负相关; Cavallini et al关联式、Haraguchi et al关联式、Pierre关联式可实现对管内压降的高精度预测,预测平均误差均在17%以内,而Goto et al关联式高估了管内压降;参考Goto et al关联式拟合机理,基于微肋管内R134a压降实验数据,对气相/液相折算系数Φ_v/Φ_l与参数X_tt之间关系进行重新拟合,进而提出适用于预测管内压降的关联式,经验证:新关联式预测误差在±30%以内,预测平均误差小于10%。     

窄通道强化沸腾换热的方法综述

利用通道强化沸腾换热是一种既经济又有效地强化传热方法。从核沸腾传热的微液膜蒸发机理出发，通过分析认为；利用窄通道强化沸腾换热，实质是对液膜蒸发过程的强化，并指出扩大微膜面积可强化沸腾换热。针对窄通道沸腾换热临界热负荷小的事实，提出了可通过及时补液的克服方法。     

水平管内四氟甲烷流动沸腾传热实验研究

实验测定了四氟甲烷(R14)在内径为6 mm的水平管内两相流动沸腾传热特性.实验测试的压力范围为0.22-0.60 MPa,热流密度范围19.9-73.6 kW/m2,质量流量范围370-862 kg/m2s.实验结果表明,传热系数随质量流量的增大而有一定程度的上升,而热流密度及饱和压力与传热系数呈明显的正相关关系.将实验数据与已有文献模型的计算结果进行比较发现,Kandlikar模型、Gungor-Winterton模型以及Shah模型与实验数据的关联性较好,平均偏差均在15％以内.     

管壳式换热器强化传热的数值模拟分析

阐述了换热器管程强化传热强化管和管内插入物两种结构及其性能特点，并用场协同原理和数值模拟方法分析了其强化传热机理。模拟分析的结果为：光滑管内，速度矢量与温度矢量二者之间的夹角接近90℃，传热效果较差；在管内插入物情况下，两者之间的夹角小于90℃，流场和温度场的协同性更好，从而实现了强化传热。     

泡沫金属中池沸腾传热的研究进展

介绍了泡沫金属的结构特性,总结了泡沫金属中池沸腾的气泡生长速度、气泡直径和气泡生长现象等传热特点,以及泡沫金属的孔隙率、孔密度等参数对池沸腾传热的影响,并指出了泡沫金属中沸腾传热的研究方向。     

竖直多孔表面通道内液氮沸腾换热实验研究

在液氮自然循环流动时，对竖直多孔表面管管内沸腾换热及外管单面加热时竖直多孔表面套管内沸腾换热，进行了实验研究，分析并讨论了通道的当量半径、热流密度及含气率对沸腾换热的影响。     

烧结多孔层通道内沸腾传热特性研究

用试验研究并分析了垂直烧结多孔层通道内道间隙、粒度、层厚及视观高度对沸腾传热的影响。研究表明，对在同一热流下存在一个最佳通道间隙及粉末粒度范围。适当增大多孔层厚度将有利于沸腾传热系数的提高，而热虹吸高度的降低将不利于沸腾传热系数的增大。     

空冷凝汽器蛇形翅片扁平管空气侧流动与换热特性研究

针对应用于电站直接空冷凝汽器的蛇形翅片扁平单排管,对其空气侧的流动及换热特性进行了数值模拟。给出了该管件基本结构的雷诺数和欧拉数随迎面风速的变化关联式;结果显示,同一迎面风速下,随着翅片间距、高度的增大,换热变差,流动变好。但当间距增加到一定程度时,风速与间距对换热流动性能的影响都变得很小。风速越大,换热性能对翅片间距、高度越敏感,而流动则相反,需根据实际工况来选择合适的翅片间距及高度。     

The Field-Trap Effect in Heat Transfer under Conditions of Boiling of Dielectric Liquids in External Electric Fields

An experimental study is made into the effect of nonuniform external electric fields on local heat transfer under conditions of boiling of liquid nitrogen. A significant increase in the heat-transfer coefficients is observed in field trap sites on heated surfaces.     

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。     

管壳式换热器换热管的传热强化

本文介绍管壳式换热器的传热节能元件-换热管的强化传热技术,指出传热技术发展新途径。简述典型强化换热管的构造、性能,分析换热管强化传热机理。     

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.     

低翅片螺纹管折流杆再沸器流动沸腾性能研究

本文介绍低翅片管流动沸腾传热强化和折流杆流动沸腾两相流压降分析模型,并提出了螺纹管杆流动沸腾的试验结果和曲线。试验表明其压降甚小,而强化传热是光管束的２．７－５．９倍。