空调工况下非共沸制冷剂在冷凝器中的换热特性

为了揭示空调工况下非共沸制冷剂在冷凝器中的换热特性,探明制冷剂和换热流体间温差的沿程变化规律,进行了相应的理论分析.建立了制冷剂的冷凝换热模型,根据标准的空调工况确定了制冷剂的冷凝物性参数.利用制冷剂状态方程得到冷凝过程中温度与焓值的对应关系,进而计算出制冷剂和换热流体在冷凝过程中的温差.通过归纳沿程位置的温差变化,得到它的变化规律,为合理设计冷凝器提供了一定的理论依据.     

空调工况下非共沸制冷剂在冷凝器内的传热窄点

为了揭示15种常用非共沸制冷剂在空调工况下冷凝器中的传热窄点特征;探明它们和换热流体间温差的沿程变化规律;以及如何防止传热窄点的产生;进行了相应的理论分析。首先;建立了制冷剂的冷凝换热模型;明确了冷凝过程中传热窄点产生的条件;并根据标准的空调工况确定了15种制冷剂的冷凝物性参数。然后;利用制冷剂状态方程得到冷凝过程中温度与焓值的对应关系;并分段计算了焓随温度的变化率;进而得到15种制冷剂冷凝过程中发生传热窄点现象的概率。最后;针对10种可能发生传热窄点现象的制冷剂给出了换热流体温差控制范围;为合理选择制冷剂和设计运行工况提供了一定的理论依据。     

非共沸混合致冷剂水平管外冷凝的传热性能

本文对二元和三元非共沸混合工质的水平管外冷凝传热性能进行了试验研究。由实验数据建立了适合于低蒸汽流速下管外强迫流动冷凝传热的准数关联式,计算误差在±15％内,可供工程设计参考使用。     

非共沸混合工质在水平管轴上轴向流动冷凝传热强化的研究

研究了花瓣形翅管强化非共沸混合工质在水平管束上轴向流动冷凝传热的性能,并建立了管束冷凝传热系数的计算模型。结果表明,该模型的计算值与实验结果吻合得较好。     

非共沸制冷剂在逆流换热器中温度窄点出现的判别方法

Pinch point and maximum temperature difference may occur in heat exchanger because of the non-linear relationship between the temperature and enthalpy of the zeotropic refrigerant mixtures in the two-phase region.The discriminant used to identify the pinch point or maximum temperature difference was presented by Venkatarathnam,but the discriminant can not be used to identify all the kinds of zeotropic refrigerant mixtures.The modified discriminant used to identify the pinch point and maximum temperature difference was obtained in this paper,which was proved by analyzing two zeotropic refrigerant mixtures.The results showed the possible concurrence of pinch point and maximum temperature difference in the heat exchanger.     

非共沸混合工质在花瓣形翅片管管束上的冷凝传热及强化

1实验系统本文选定花瓣形翅片管作为强化管型,并探讨非共沸混合工质在其管束上的冷凝传热性能。实验系统如图1所示。本实验系统设计成既可进行大空间内的自然对流冷凝传热实验研究,又可进行套管空间内的强制对流冷凝传热研究。实验工质民;和R;。在蒸气发生器中由电加热器加热沸腾后所产生的蒸气分两路进入冷凝器空间内,并在管束上冷凝。实验管（管参数如表1所示）内的冷却水来自调温水箱,实验时控制三条管内水流量基本上相同。对于大空间内的自然对流,分别研究了光管和花瓣形翅片管管束直列与错列下的冷凝传热性能对比。对于套管空…     

非共沸混合工质的冷凝强化传热研究

在花瓣管螺旋隔板冷凝器,低肋管螺旋隔板冷凝器上,对作为替代工质的非共沸混合物R407c的传热性能进行了试验研究。结果表明,花瓣管螺旋隔板冷凝器具有十分优越的强化传热性能,在相同的热流密度下,花瓣管螺旋隔板冷凝器的总传热系数是低肋管螺旋隔板的1.25-1.7倍,是板式冷凝器的1.35-2.1倍;低肋管螺旋隔板冷凝器的总传热系数也为板式冷凝器的1.1-1.25倍。     

微通道内非共沸混合制冷剂的流动沸腾特性

采用了3种不同组分比例的R32/R134a工质在0.86 mm的微通道中进行了传热特性和阻力特性的实验研究,考察了非共沸工质不同组分比例对微通道换热特性的影响。实验结果表明:在组分质量分数比为35%/65%时,核态沸腾在小干度下换热效果最好;干度较大时,组分比例对换热的影响效果降低。在大质量流量下传热阻力效应的影响不再明显。在压降方面,组分比为15%/85%的相对压降最大,其它两种组分的压降较小。     

具有部分冷凝的共沸精馏酯化分水实验

采用外部冷却产生部分冷凝提供回流的方法来实现恒沸精馏,分水效果好,控制容易. 对乳酸丁酯、乙酸丁酯及乙酸异戊酯的酯化研究表明,这种酯化分水方法比普通精馏分水方法反应转化率提高2%~3%,而废水带走有机物减少9%~12%.     

冷凝条件对基于混合工质的内燃机余热有机朗肯循环热力性能的影响

利用建立的内燃机余热有机朗肯循环模型,选取R245fa分别与环己烷、环戊烷组成非共沸混合工质,对3种冷凝条件下的有机朗肯循环进行热力学分析,研究了冷凝条件对非共沸混合工质有机朗肯循环性能的影响规律,提出了确定混合工质冷凝温度的方法。结果表明：冷凝条件是影响系统性能的重要因素,在定泡点冷凝温度工况下,纯工质的热力性能优于混合工质的热力性能;在定露点冷凝温度工况下,配比合适的混合工质的热力性能优于纯工质的热力性能。混合工质的冷凝温度应根据冷却介质进出口温度、混合工质的温度滑移和传热窄点温差进行优化;当冷却介质的温升小于混合工质的最大温度滑移时,随着R245质量分数的增加,系统输出净功出现两个极大值,但输出净功最大值出现在热力性能较优工质所占比例大的质量分数点;当冷却介质温升大于混合工质的最大温度滑移时,输出净功最大值出现在温度滑移最大的混合工质质量分数点。     

非共沸混合工质在制冷循环中浓度偏移分析

非共沸混合工质在制冷循环中应用越来越广泛,其工质的浓度偏移对制冷机的性能影响显著。为此建立了非共沸混合工质两相区流动换热工质浓度偏移数学模型,推导出两相流动中气液相流速不同是发生浓度偏移的必要条件,得到了混合工质两相区当地浓度偏移规律并根据流动工质浓度计算出两相区的当地浓度,通过J-T制冷机蒸发器的工质浓度偏移实验进行了验证,计算与实验结果吻合较好。数学推导和实验结果均表明,当j组分工质在当地气液相中浓度相等时,两相流动中j组分工质浓度不存在浓度偏移,而当j组分工质在当地气相中的浓度大于当地液相中的浓度时,j组分工质当地总浓度小于其循环流动浓度,反之亦相反。J-T制冷循环中低沸点工质当地浓度低于循环流动浓度,而高沸点工质当地浓度将高于循环流动浓度。进一步分析表明混合工质J-T制冷循环中低沸点工质循环浓度高于其充注浓度,而高沸点工质循环浓度低于其充注浓度。因此,为了获得既定运行浓度的循环系统,需要充注相比此浓度更多的高沸点组分。     

非共沸不互溶混合工质脉动热管启动特性分析

针对低加热功率下脉动热管难启动的问题,本文提出一种用于脉动热管相变传热的非共沸不互溶混合工质（HFE-7100和水）,其中低沸点工质潜热小、比热容低、密度大,高沸点工质潜热大、比热容高、密度低。选取水为高沸点工质, HFE-7100为低沸点工质,并将两者按照4∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶4比例混合,实验研究了不同混合比例工质在不同充灌率和不同加热功率下的启动特性。结果表明：相对于水,HFE-7100的低汽化潜热值和高(dp/dT)_sat值等特点能够加快蒸发段气泡的形成,加速脉动热管的启动;相对于纯工质脉动热管,非共沸不互溶混合工质相当于缩短了脉动热管的有效长度,加快系统启动;在低加热功率下,纯工质脉动热管无法启动,但混合工质脉动热管能够正常启动,且混合比例为2∶1、1∶1和1∶2时启动较快;在高加热功率下,混合比例2∶1启动最快。同时,对于非共沸不互溶混合工质脉动热管,充灌率为30%时启动效果最好。     

非共沸混合工质组分调控ORC系统热经济性分析和优化

作为最具潜力的低品位热能发电技术之一,有机朗肯循环(ORC)近年来受到越来越多的关注。与传统的高品位能源发电技术相比,其运行性能对环境温度的变化极其敏感。提出一种新型非共沸混合工质ORC系统,利用分液冷凝器调节混合工质组分,以适应环境温度的变化,进而提高系统性能。根据环境温度的变化构建热力学优化模型获得最优组分;冷凝过程中利用分液冷凝器和组分调控系统改变混合工质组分。通过案例验证了新系统的热经济性能优势,研究结果表明:对于100℃热源,在定压运行工况下,新系统较传统系统的经济性可提高38.90%,而在滑压运行工况下,新系统较传统系统的经济性可提高15.35%,且使用不同非共沸混合工质时,系统性能有显著差异。     

宽矩形硅微通道中流动冷凝的流型

对水力直径90.6 μm、宽深比9.668的矩形硅微通道中的流动冷凝过程进行了可视化研究。研究发现,宽矩形硅微通道中的冷凝,沿程主要有珠状-环状复合流、喷射流和弹状-泡状流等流型。在珠状-环状复合流区,冷凝液膜可覆盖通道竖直侧壁,而在通道长边上,仍然为珠状凝结。喷射流位置随着入口蒸气Reynolds数的增大而延后,通道截面形状对流动冷凝不稳定性也存在很大影响。喷射流之后为弹状-泡状流,弹状气泡沿程逐渐缩短,并在表面张力的作用下收缩成圆球形气泡。冷凝通道的平均传热系数将随着入口蒸气Reynolds数的增大而增大。     

聚酯缩聚工艺及反应器优化分析

根据聚酯缩聚热模、冷模试验数据建立的关联式计算 ,剖析了聚酯的缩聚工艺及几种不同结构型式的反应器 (槽式反应器、圆盘反应器、笼式反应器 )结构及其反应特点。强调聚酯缩聚过程速率控制步骤的判定对聚酯缩聚工艺和反应器设计的优化起关键作用。     

冷凝态下高MFR HDPE注塑专用树脂开发中的问题分析

分析了在气相流化床工艺高负荷冷凝态下开发生产高熔体流动速率(MFR)高密度聚乙烯树脂存在的问题。当氢气摩尔分数超过18%以后,树脂平均粒径大幅下降,聚合反应循环系统细粉的浓度大幅增加,易造成夹带,循环过程中在反应器扩大段部分易沉降粘壁,堵塞反应换热器和分布板。抑制细粉的产生主要采取选择催化剂、控制催化剂活性、控制反应温度等措施。     

Visualization study of flow condensation in hydrophobic microchannels

A visualization study on flow condensation in hydrophobic rectangular silicon microchannels with hydraulic diameter of approximately 150 μm is conducted. Thin Au film with thickness of 200 nm is sputtered on channel surfaces to create a hydrophobic surface with an equilibrium contact angle of approximately 96°. In addition to traditional droplet flow, droplet‐annular compound flow, droplet‐injection compound flow, and droplet‐bubble/slug compound flow are also observed. The results indicate that injection location is postponed, and injection frequency increases with increasing inlet vapor Reynolds number and condensate Weber number. An empirical correlation of the injection location and injection frequency are presented and discussed. In particular, for a larger inlet vapor Reynolds number, the injection flow is closer to the channel outlet and the condensation heat transfer is enhanced. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 60: 1182–1192, 2014