冰箱用箱壁式冷凝器的传热面积确定

MakingaDetergunationoftheHeatTransferAreaofapipe－wallCondenserinUseforRefrigerator冰箱用箱壁式冷凝器是将传热管（蛇形管）紧密粘贴在箱壁（金属板）内侧而成的一种“内藏式”冷凝器。金属板作为整体在冷凝器中起散热助片作用。在这种型式的冷凝器中，传热管与箱壁的接     

内螺纹铜管齿形参数对传热性能的影响

利用R22单管传热试验台,对相同工况下不同结构参数的内螺纹强化管进行蒸发冷凝换热试验。通过对比分析试验数据,发现改变齿形参数对内螺纹管换热系数影响较大,且Tube-NEW换热性能优于其他管型。     

低螺纹管的冷凝换热分析

管壳式冷凝器是制冷空调、石油化工行业中应用广泛的一种换热器。在制冷工程中常用低螺纹管作为换热管,使其具有更好的换热特性。本文对低螺纹管的膜状冷凝换热进行了分析计算,建立了低螺纹管基本换热单元面积计算和低螺纹管在基管、翅片及翅顶上的凝结换热模型以及管簇对冷凝换热的影响模型,并对影响其换热的结构参数和运行参数进行了分析探讨。模型对观客换热器得失优化设计和运行分析具有重要的理论价值和实际应用意义。     

冰箱钢丝管冷凝器的辐射换热特性

由于制冷空调工程中典型的网状自然对流换热元件——钢丝管冷凝器几何结构的复杂性,其辐射换热尚没有准确、简便的计算方法,本文作者通过实验——真空辐射法确定了钢丝管式冷凝器的系统黑度,其试验范围覆盖了一般制冷空调工程应用范围,可供工程设计实践中参考。     

对箱壁式冰箱使用真空隔热板的分析

介绍了一种真空隔热板(VIP)导热系数的测试方法;利用有限元方法对使用VIP的箱壁式电冰箱冷凝器的换热进行了计算和分析。在模拟分析中,考虑了冷凝管的材料和铝箔对传热的影响。实验测试结果证明了该测试方法在工程上是有效的。计算结果显示,相对于完全用硬质聚氨酯泡沫作为保温材料的冰箱,VIP冰箱有明显的隔热保温效果:采用导热系数为2.5mW.m-2K-1的VIP,渗入热可以减少57.8%,同时冷凝器向箱体外壁的传热量可以增大1.4%。通过铝箔传出的冷凝热在8%左右;冷凝器的管材对换热效果影响不大,采用铜管比钢管的换热效果增大不到1%。     

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.     

风速对冷凝器换热能力的影响

本文采用分布参数法建立了冷凝器数学模型,在此模型基础上编写了冷凝器仿真程序,对三种管排数的冷凝器进行了模拟.通过计算不同风速下空气侧换热系数和管内外温度的变化,来分析风速对冷凝器换热能力的影响.由计算可知在换热面积相同时2排管冷凝器换热能力要比4排管冷凝器换热能力大2.36%;减少管排数可提高空气侧平均换热因子,减小压降.     

水平光滑细管内R1234ze冷凝换热特性实验研究

对流体R1234ze在内径2 mm 的水平光滑圆管内的冷凝换热特性进行了实验研究,设定流体饱和温度为35 ℃、40 ℃,质量流量为100~400 kg/(m2?s),热流密度为4~22 kW/m2。实验获得了R1234ze在不同工况下的冷凝换热系数和摩擦压降。发现R1234ze的冷凝换热系数范围在1.5到8 kW/(m2?K)之间,且随干度的增加而增加,随质量流量的增大而增大,随饱和温度的升高而降低,比在相同工况下R134a 、R32的换热系数分别平均低约22%和31%。R1234ze的摩擦压降随质量流量增加而增大,随饱和温度的升高而降低,高于相同工况下R32的摩擦压降。并将本次实验值与其它经典换热模型和压降模型进行了对比分析,发现Baird等人的模型对本次实验的换热系数预测较好,对其它文献中的相似数据点预测也较好。Müller- Heck模型对摩擦压降预测最好。     

R1233zd(E)和R123的水平管外冷凝换热性能研究

针对制冷剂R1233zd(E)和R123,在饱和温度36. 1℃,冷凝水流速2. 12 m/s,2. 59 m/s和2. 90 m/s工况下,分别对水平光管和强化冷凝管GDHT-GDⅢ的管外冷凝换热系数进行测试。结果表明:R1233zd(E)的光管管外冷凝换热系数高于R123的6%～16%,R1233zd(E)的强化冷凝管GDHT-GDⅢ管外冷凝换热系数高于R123的19%～21%;采用强化冷凝管GDHT-GDⅢ时R1233zd(E)的管外冷凝换热系数是采用光管时的10. 8倍。指出R1233zd(E)可作为R123的替代物,强化冷凝管GDHT-GDⅢ能够很好地发挥R1233zd(E)的换热性能。     

滴形管外含不凝气体自然对流凝结换热性能研究

本文在自然对流情况下,基于双膜理论和边界层理论,考虑气液界面热阻,建立了滴形管外气液膜厚度及传热系数的数学模型,得到不同初始参数下气液膜厚度、气液膜热阻、气液界面热阻、凝液量和传热系数沿管壁的分布规律。结果表明:其他条件不变,随着混合气压力的增大(由81 325 Pa增至121 325 Pa),液膜厚度增大约7%,传热系数减小约30%。随着不凝气体质量分数的增加(由0.1%增至10%),气膜厚度减小约52%,凝液量减少约85%,传热系数减少约82%。虽然气膜厚度减小,但气膜内不凝气体质量分数增加约58%,气膜热阻增加约61%。对于当量直径相同的滴形管,其他条件不变,滴形管下半部分曲率越大,越易发生液膜分离,传热系数越大。     

滴形管换热性能的实验研究

采用特殊形状和表面的管子是最为常用、有效的强化换热手段。本文基于滴形管换热器回收天然气锅炉排烟余热,提出了烟气侧的换热系数实验关联式。通过改变换热管间的排列间距,在不同烟气流量下,对圆管和滴形管的换热性能及影响因素进行了分析。与实验数据比较,验证了实验关联式可正确反映凝结换热的特性。结果表明:不同烟气量通过滴形换热管的压损小于圆管,约为圆管的0.33~0.38倍;烟气温度降大于圆管;冷却水通过滴形管的温升高于圆管;换热系数滴形管比圆管的提高约7%,表明滴形管的换热性能优于圆管。因此对于有凝结换热过程发生时,滴形换热管具有强化换热的作用。     

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。     

椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能实验研究

本文搭建了蒸发式冷凝器性能测试系统,采用控制变量法实验研究了迎面风速、喷淋密度、湿球温度、循环水温度、冷却水流量各参数变化对椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能的影响。实验结果表明：该冷凝器实验系统的最佳迎面风速和喷淋密度分别为3.1 m/s和0.005 6 kg/(m·s),冷凝器管外空气压降随迎面风速的增大而迅速增加;随着空气湿球温度升高,冷凝器外传热过程的热流密度(即外热流密度)降低67.5%,而内传热过程的热流密度(即内热流密度)增大47.5%,依靠内传热过程的增强,冷凝器性能良好;随着循环水温度升高,冷凝器的内热流密度降低率高达64.6%,传热性能急剧下降;随着冷却水流量增大,冷凝器的内热流密度大幅提高2.92倍,总热流密度增大21.1%,传热性能显著增强;该冷凝器在低湿球温度、低循环水温度、大冷却水流量的工况下传热性能较优。     

R404A小管径冷凝传热与压降关联式的适配性

针对R404A的冷凝传热与压降关联式不少,但都是基于7 mm或者9.52 mm等大管径光管或者强化管,针对5 mm管径的关联式也都是适用于其它制冷剂,没有R404A小管径冷凝直接适用的关联式。本文通过实验测试与理论计算结合论证的办法,利用控制变量法、性质相似制冷剂优先法筛选出一批关联式,大量对比由关联式计算与由实验数据计算得出的传热系数与压降的偏差,研究关联式的适用性及可修正性。结果表明：Dobson and Chato冷凝换热关联式乘以修正系数2.13,能很好预测R404A在内螺纹管中的冷凝传热系数,与实验值正偏差为+15.51%,负偏差为﹣14.13%。黄翔超提出的摩擦压降关联式能很好预测R404A在小管径内螺纹管内冷凝的摩擦压降,与实验值的正偏差为+12.56%,负偏差为﹣13.58%,两者均可为换热器设计计算提供较准确的理论指导。     

R417A热泵热水器性能及螺旋套管冷凝器换热研究

本文以R417A为工质,在冷凝器不同进水温度、不同进水体积流量时,测试了空气源热泵热水器的运行性能及螺旋套管冷凝器的换热特性,为制冷空调及热泵系统的工质替代提供参考。实验工况为:冷凝器入口水温20～55℃,冷凝器进水体积流量为0.6～1.0 m~3/h,环境温度分别为15、29℃。结果表明:冷凝器进水体积流量一定时,随入口水温的升高,冷凝器总换热量、总传热系数减小,压缩机排气压力、输入功率增大,热泵热水器制热量、制热性能系数COP下降。冷凝器入口水温一定时,随进水体积流量的增加,冷凝器总换热量、总传热系数增大,压缩机排气压力、输入功率减小,热泵热水器制热量、COP增大。实验工况范围内,与环境温度为15℃相比,环境温度为29℃时的冷凝器总换热量、总传热系数、排气压力、吸气压力、输入功率、制热量、COP均较高。     

R134a在微肋管内流动冷凝换热计算关联式的改进

本文选用表面传热系数为评价指标,对外径为6.35 mm的微肋管内R134a两相流动冷凝换热特性进行实验研究,分析了水力工况、测试管结构参数等对管内表面传热系数的影响,还选用Cavallini et al.关联式、Miyara et al.关联式和Oliver et al.关联式对微肋管内表面传热系数进行预测,发现Cavallini et al.关联式对微肋管内换热性能的预测能力最好,关联式预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为-21.47%和21.94%。虽然Miyara et al.关联式预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为16.21%、30.65%,但两者之间的误差范围为-47.12%～82.32%,说明在部分工况下Miyara et al.关联式对管内换热性能的预测仍存在较大误差。三个关联式中,Oliver et al.关联式的预测能力最差,预测值与实验值之间平均误差高达-54.93%,因此,实验根据现有实验数据对Oliver et al.关联式进行了修正,修正Oliver et al.关联式对管内换热性能的预测能力大大提高,预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为-2.37%和10.77%。     

多管程布置微通道分液冷凝器的热力性能

分液式微通道冷凝器(LSMC)是一种新型的微通道平行流冷凝器。本文通过理论计算并实验验证了不同管程布置方案LSMC的管内换热系数和压力降,并采用惩罚因子(PF)对其综合性能进行评价。结果表明:管程数(NP)和每管程换热管数(TNPP)对平行流冷凝器的热力性能都有明显影响。在完全分液效果下,优化的4、5管程LSMC的换热系数分别比3管程LSMC提高了5.7%和13.8%,而4、5管程LSMC的压降也分别比3管程LSMC增大超过23.5%和138.7%。与此比较,LSMC的传热系数和压降在不同TNPP的变化较小,说明优化区间内管程数比每管程换热管数对LSMC单一的热力性能影响更大。此外,实现完全分液的LSMC比部分分液的LSMC热力综合性能好。与实验值比较,LSMC理论传热系数和压降的最大偏差分别为25.6%和20.8%。     

冰箱冷藏控温系统中分离式热管的传热性能

本文提出了将分离式热管与直冷冰箱板管蒸发器相结合的新方案,在-25℃的冷源温度下,测试了热源温度为5、8、12℃下热管的稳态传热功率,获得了分离式热管的最佳充注量为120 g。基于该充注量下冷藏室内的降温过程,对系统内部各参数的变化进行了研究分析。实验结果表明:启动10 min左右,分离式热管内部参数基本达到稳定。分离式热管可以在60 min内使冰箱冷藏室内温度从16℃降至5℃,在135 min内降到0℃。通过电磁阀的自动开停控制,维持冷藏室内温度为8℃时,单周期运行时间约为6.5 min,停止时间约为42.8 min,开停比率约为15.2%,控温精度达到1.1℃,优于普通直冷冰箱2.5℃的控温精度,初步验证了分离式热管具有良好的传热特性及控温性能。     

传热不可逆回热式布雷顿制冷机分析

用有限时间热力学方法分析实际隐态制冷装置性能，导出了恒温和变温热源条件下实际闭式回热式布雷顿制冷循环制冷率与压力比和制冷系数与压力比之间的解析关系。考虑了不可逆性包括高，低温侧换热器和回热器的不可逆传热损失，压缩机和膨胀机中的非等熵压缩和膨胀损失，以及管路系统中的压力损失，通过优化两个换热器和回热器之间的热导率分配或传热面积分配可得循环最优性能，由数值算例给出了各项损失对循环制冷率和制冷系数的影响。