汽-气液滴形管与圆管外凝结换热的研究

为了研究管型对汽-气凝结换热的影响和强化汽-气凝结换热过程,建立了汽-气在液滴形管与圆管外凝结换热所形成的气液膜的厚度及换热系数沿管壁分布的综合数学模型。通过有限差分的方法,以天然气燃烧产生的烟气为例对两种管型进行了计算比较。在有效换热面积相等的情况下,与圆管相比,液滴形管上半部分管径小,压力梯度大,有利于排液,下半部分表面曲率大,亦有利于排液;液滴形管表面形成的气膜薄,液膜亦薄,珠状凝结区域大,液珠尺寸小,凝结换热系数大;液滴形管对显热传递亦有一定的强化作用。通过实验对计算结果进行了比较验证,结果表明该模型亦适用于椭圆管和其它汽-气混合流体种类。     

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.     

制冷剂在微细肋管内凝结和沸腾换热性能及其阻力性能的准则关联式

本文报导了R22、R12制冷质在微细肋管内凝结换热和沸腾换热的实验结果。实验管长3m。IACE管的平均凝结换热系数为光管的1.7～2.0倍;平均沸腾换热系数为光管的2.5-3.0倍;凝结换热时的阻力系数为光管的1.6～1.9倍,沸腾换热时的阻力系数为光管的1.3～1.7倍。本文给出计算IACE管管内凝结换热时的局部以及平均换热系数、阻力系数和管内沸腾换热时的局部以及平均换热系数,阻力系数的无因次准则关联式,可供冷凝器和蒸发器设计者实际应用。     

R290和R22在水平细圆管内流动凝结换热的实验研究

实验研究了R290、R22在细圆管中的流动凝结换热特性。实验管内径为1.085 mm,R22的质量流率为200~1200 kg/(m2·s),R290的质量流率为200~650 kg/(m2·s),饱和温度分别为40℃与50℃。实验结果表明,高质量流率时R22在较高干度下换热系数随干度增加缓慢或略有下降,低质量流率时,R290在较小干度下出现换热系数下降。两种制冷剂蒸气相比,相同条件下R290的凝结换热系数高于R22的。本文的实验结果还与现有典型关联式的计算结果作了对比,其中,Wang et al.(2002)关联式对R290的实验数据预测偏差在17.5%之内,Kim et al.(2013)关联式对R22的实验数据预测偏差在18.4%之内。     

R22在整体型针刺管外冷凝换热特性的实验研究

对制冷工质R22在针翅管外凝结换热进行实验研究。使用2根不同几何参数的针翅管进行凝结换热实验,得到总换热系数与管内流速、管外冷凝换热系数与管内流速的关系的曲线,并拟合出管外冷凝换热系数与热流密度的关系式。实验结果表明：管内水流速0．4～2．0m／s范围内,两根冷凝管中2撑管换热性能较好。     

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.     

CO_2水平管外池沸腾换热的实验研究

对自然工质CO2在不同沸腾压力下的光管、机械加工表面强化管(Turbo-EHP)水平单管管外电加热池沸腾进行了实验研究。从核态沸腾的角度分析了光管、强化管管外沸腾换热系数随热流密度、沸腾压力的变化规律,通过对热流密度在10~50k W/m2、蒸发压力在2~4 MPa范围内的换热数据分析拟合得出光管时CO2在该范围下的换热关联式,拟合关联式的计算值和实验值的误差在±8.73%以内。新的拟合关联式的计算值与已有关联式的预测值的偏差在±15%之内。在热流密度范围内强化管的强化倍率在1.50~1.72之间。研究结果对进一步深入研究CO2池沸腾换热及蒸发器的设计具有指导意义。     

替代工质水平管内流动凝结换热研究综述

流动凝结传热特性对于制冷系统的性能具有重要意义,是制冷剂筛选中的一个重要参考指标。针对近年来有关新型替代工质的凝结传热进行了调研分析,从实验测量和关联模型两个方面综述了国内外替代制冷剂管内流动凝结换热的研究。对凝结换热关联式的适用性和准确性进行了讨论,对凝结换热系数和压降随各影响因素的变化特性进行了概括。     

氨空调机满液式蒸发器传热的强化

本文是一篇采用钢质T形翅片管管束强化液氨满液式蒸发器传热过程的研究报告。试验结果表明,T形翅片管对液氨满液式蒸发器有着显著的强化效果,在空调工况下,T形管满液式蒸发器的总传热系数、管外沸腾给热系数、管内冷冻水给热系数可分别达光滑管的2.2、3.92、1.75倍。这意味着可把换热面积砍掉50％以上。通过对实验数据的关联获得可供设计参考的关联式。本文还讨论了试验结果及T形翅片管强化沸腾传热的机理。     

微通道冷凝器空气侧性能的实验研究

对13个微通道冷凝器空气侧性能进行实验研究,分析空气侧换热系数和压降与迎面空气流速、翅片片距、百叶窗翅片开窗数、扁管宽度及扁管高度之间的关系,并将实验值与3个不同的百叶窗翅片换热及压降关联式的预测值进行比较。结果表明：翅片片距和扁管宽度对空气侧性能影响较大,3个关联式中Kim—Bullard关联式预测偏差相对最小,换热系数的预测偏差在0～-30％以内,摩擦系数的偏差在±20％偏差范围内。最后基于已有实验数据,对KimBullard关联式进行重新拟合。     

水平内螺纹管内R410A流动凝结换热的实验研究

本文实验研究了R410A在水平内螺纹管内的流动凝结换热特性,分析了水力工况、测试管结构参数对管内制冷剂侧表面传热系数、压降的影响。结果表明:表面传热系数、压降均随着质量流速的增加、冷凝温度的降低而增大;虽然表面传热系数随着测试水Re的增加而减小,但测试水Re对压降的影响很小。利用单位压降表面传热系数对换热进行综合性能评价时发现,单位压降表面传热系数随着质量流速的增加而减小,随着冷凝温度的增大而增大。将实验数据与经典关联式的预测值进行对比,对于光滑管,除了Akers et al.关联式低估了实验数据,Shah关联式与Thome et al.关联式均高估了实验数据,并且Thome et al.关联式表现出最高的预测精度。而对于内螺纹强化管,Cavallini et al.关联式展现出最高的预测精度,而Koyama et al.关联式与Miyara et al.关联式均低估了实验数据。     

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。     

水冷套管式CO_2气冷器的设计及实验研究

本文设计了一台CO_2套管式气冷器并对其进行了换热特性的实验研究。该气冷器采用逆流三重套管,CO_2在内管流动,冷却水在内外管间流动。实验研究了不同CO_2质量流量、入口压力和冷却水温度对传热系数、换热量和换热器效能系数的影响。实验结果表明,随着CO_2质量流量的增加,传热系数和换热量均呈先增后减的趋势,换热器效能系数逐渐减小;CO_2质量流量不变时,传热系数、换热量和换热器效能系数均随气冷器CO_2入口压力的升高而逐渐增大;随着冷却水温度的升高,传热系数、换热量和换热器效能系数均逐渐减小。     

一种新型高效传热铜管的冷凝传热性能实验研究

建立无润滑油实验台，以R22。R134a和R410A为工质。测试新型铜管Turbo-DWT和常规内螺纹铜管Turbo—A的冷凝传热性能，并进行比较。从实验数据可知。新管型Turbo-DWT的冷凝传热系数高于Turbo-A约42％，且压降低于Turbo-A约65％（R134a）。三种制冷荆相比，R22的传热系数最高，R410A的压降最小。Turbo-DWT是一种更高效的冷凝传热管，且适用于各种冷媒。     

空调用翅片管式换热器腐蚀及防护研究进展

空调用翅片管式换热器长期使用会受到一定程度的腐蚀,影响换热器的换热性能,导致整个空调系统的能效降低.本文介绍了翅片管式换热器3种主要的腐蚀机理:蚁巢腐蚀、点蚀和间隙腐蚀,从形貌、压降及传热特性3个方面分析了腐蚀对翅片管式换热器性能的影响,结果表明:翅片管式换热器腐蚀后,传热系数和换热量均减小,空气侧压降受影响较小,在5...     

R410A和R22在小管径水平管内冷凝换热特性研究

本文搭建了冷凝换热实验台,对R410A和R22管内冷凝换热系数性能进行对比研究,实验工况为质量流速200~800kg/(m^2·s)、饱和温度40℃、干度0~1、5 mm外径水平光滑铜管,分析了质量流速和干度对管内冷凝换热的影响,并将应用于传统管道的关联式与实验所得数据进行对比。结果表明:冷凝换热表面传热系数与质量流速和干度呈正相关,高干度区域时的冷凝换热表面传热系数增幅显著;M. M. Shah[4]关联式来预测实验数据的效果并不理想,与实际值相比偏差最大可达60%,但是预测低质量流速和低干度区的数据较为理想;当质量流速较小(G=200 kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数要低于R22;随着质量流速的增大(G=400 kg/(m^2·s)),二者冷凝换热表面传热系数的差距减小;当达到中高质量流速(G=600kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数与R22的相似;当质量流速继续增大(G=800 kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数随着干度的增大开始高于R22的。     

异型管管翅式换热器性能研究

管翅式换热器的翅片优化为研究热点,而对管型的研究较少.本文提出一种与圆管相同水力半径的异型管的设计方法,建立了异型管管翅式换热器空气侧换热的数值计算模型,研究了管型、迎风方向和翅片间距对异型管管翅式换热器性能的影响.结果表明:对于双排的异型管换热器,第一排管大圆迎风,第二排管小圆迎风时,空气流动最均匀,压降最低,是综合...     

CO2在近临界区的冷凝特性研究

通过对CO2在近临界区水平圆管内冷凝过程的局部换热系数和压降的计算，得出CO2冷凝过程中的局部换热系数和压降随CO2蒸汽于度的变化关系，同时得到水平管的管径、冷凝温度和CO2质量流率对局部换热系数和压降的影响情况。此研究对CO2制冷系统冷凝过程的实验研究及CO2冷凝换热器的设计提供了相应的理论依据。     

汽气混合流凝结液膜形成机理研究

汽气混合流体凝结放热过程中凝结所形成的液膜厚度对换热效果的影响较大,因此通过探讨液膜厚度沿管壁的变化,有利于分析强化换热过程。以圆管为例,对汽气混合流体凝结所形成的液膜机理、沿管壁的分布规律及换热性能进行分析,并建立相应的物理及数学模型。通过给定初始条件进行计算,结果表明：液膜沿管壁向下流动过程中其厚度逐渐增加、换热性能逐渐降低;同时分析了管壁温度、汽气混合流体速度及管径等主要参数对液膜的形成及换热性能的影响,为强化凝结换热过程提供了理论基础。     

水-空气翅片管换热器实验研究与数值模拟

通过对翅片管式换热器的设计和实验研究，得出了该换热器的性能曲线，此外还对换热器内部流场和温度场进行了三维数值模拟计算。从实验和模拟结果分析可知，实验所得传热因子j较模拟结果有12％范围内的减小，而阻力因子，有4％～16％的增大；翅片间距和管排密集度对翅片管换热器性能影响很大，减小翅片间距和增大管排密集度均能增强换热器的换热效果，但压力损失也明显增加。