R410A在水平强化管外蒸发换热特性研究

搭建了一个单管管外流动蒸发换热实验台,研究工质R410A在两种双侧强化管外流动蒸发换热特性.实验段分别为一根长2 000 mm,外径为25.4 mm的光滑管和两根相同尺寸的双侧强化管.实验工况:蒸发饱和温度为5～10℃,水的进口温度为8～18℃,水流量为0.6～1.6 m3/h.在处理数据过程中采用G-W图解法获得管内...     

5 mm水平强化管内R410A/润滑油流动冷凝压降实验研究

在质量流率200～400 kg/(m~2·s)、干度0.1～0.9、冷凝温度40℃及润滑油浓度0～5%的工况范围内,对5 mm水平强化管内R410A/润滑油混合物流动冷凝压降特性进行了实验研究,分析不同质量流率、干度和润滑油质量分数对冷凝压降特性的影响。实验结果表明:摩擦压降随着质量流率和干度的增大而增大;润滑油的存在对压降特性具有重要影响,在中低干度区域摩擦压降和油影响因子随着润滑油浓度的增大而减小,在高干度区域摩擦压降和油影响因子随着润滑油浓度的增大而增大。     

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。     

水平内螺纹铜管内R404A的冷凝压降特性

对R404A在内螺纹铜管内冷凝压降进行了实验研究。为了给R404A在小管径换热器中应用的可行性提供依据,研究缩小管径带来压降上升的特性,设置了不同的影响因素来研究R404A在内螺纹铜管中的冷凝压降特性。实验工况为:饱和温度35～45℃,质流密度200～900 kg/(m~2·s),热流密度10 kW/m~2,入口干度0.1～0.9,内螺纹铜管管径分别为5、7和9.52 mm。实验结果表明:饱和温度对冷凝压降的影响主要集中在较高的质流密度区间,压降随饱和温度的升高而降低;压降随质流密度的增大而上升,随管径的减小而增大;随着干度值的降低,冷凝压降从一个峰值开始逐渐下降,其中5 mm管的压降下降速率最大;通过对比相对传热系数得出3种内螺纹管中,5 mm管的综合性能更好。     

油浓度对小管径水平内螺纹管内R404A冷凝换热影响的实验研究

研究了强制对流条件下水平内螺纹管内R404A气液两相流冷凝换热特性,主要讨论油浓度对外径为5 mm的内螺纹管内R404A冷凝换热的影响。实验中油浓度变化范围为0~5%,设置入口平均饱和冷凝温度为40℃,质量流密度变化范围为200~400 kg/(m~2·s),热流密度变化范围为5~45 kW/m~2。实验研究表明:油的出现恶化了换热,在油浓度为1%以下时恶化作用可以忽略,但随着油浓度的增加换热恶化作用越来越明显;对于纯R404A和油浓度为1%的R404A-油混合物,冷凝换热系数随着制冷剂蒸汽干度的降低而逐渐减小;对于油浓度为3%和5%的R404A-油混合物,随着制冷剂蒸汽干度的下降,冷凝换热系数先增加然后逐渐减小,在干度为0.7~0.75之间呈现出一个冷凝换热系数的峰值。同一质量流密度下,换热系数惩罚因子会随着干度的增加而减小,即干度越大,换热恶化作用越大;当质量流密度从200 kg/(m~2·s)增加到400 kg/(m~2·s)时,同一油浓度下油对换热系数的恶化作用相对变小。     

铝扁管内R410A冷凝传热特性研究

为了探究制冷剂在多孔铝扁管内的冷凝传热特性,采用实验方法对 R410A在多孔铝扁管内的冷凝传热和压降特性进行了研究。冷凝温度分别为47、40和30℃,单位截面质量流率在200~600kg/(m2·s)。给出了实验 测 试 结 果,并 采 用 公 开 发 表 的 学 术 文 献 中 的 模 型 与 这 些 实 验 测 试 结 果 进 行 了 对 比。 Müller-Steinhagen和 Heck模型预测压降的精度最高,它预测93.3%测试点的偏差在±20%之内,预测100%测试点的偏差在±30%之内。Koyama等模型预 测 传 热 系 数 的 精 度 最 高,它 预 测 93.3%测 试 点 的 偏 差 在 ±10%之内,预测100%测试点的偏差在±20%之内。     

R410A/润滑油混合物在5 mm铜管内流动冷凝传热特性与理论预测模型研究

针对润滑油冷凝性能影响分析不足以及理论预测模型对小管径冷凝传热系数预测精度低的问题,对R410A/润滑油混合物在5 mm水平强化管内流动冷凝传热特性进行了实验研究,探究了质量流率、干度和润滑油质量分数3个参数对冷凝传热性能的影响。实验工况：质量流率为200,300和400 kg/（m²·s）,干度为0.1～0.9,润滑油质量分数为0,1%,3%和5%。实验结果表明：对于混合物,冷凝传热系数随着质量流率的增大而增大,随着干度的增大先增大后减小,润滑油质量分数对冷凝传热特性具有重要影响;基于实验数据和理论分析对理论预测模型进行了修正,修正后的模型在±15%误差带内预测精度比达到94.6%。     

R410A制冷剂并联涡旋式空气源冷水(热泵)机组设计

设计开发以R410A为制冷剂的并联涡旋式空气源冷水(热泵)机组,以解决目前并联冷水(热泵)机组节能方面的问题。介绍该设备的工作原理和结构,给出主要部件的设计性能指标。并测试了不同蒸发温度及不同冷凝温度下COP数值,通过对IPLV值的比较,为节能空调系统优化设计提供参考。     

近临界及超临界压力区垂直光管和内螺纹管传热特性的试验研究

阐述了眚上升布置的内螺纹管和光管在近临界及超临界压力区的传热牧场 生的试验结果。在近临界压力区。随着压力向临界压力造近,光管的传热特性变差,传热恶化的临界干度下降得很厉害,甚至在过冷区就会发生壁温飞升;内螺纹管在近临界压力区可以消除传热恶化,但是随着靠近临界压力其抑制传热恶化的能力下降。传热恶化后的光管和内螺纹管的最小传热系数分别在压力为21．0MPa和22．0MPa。超过临界压力后,光管和内螺纹管的传热特性得到改善,内螺纹管在高焓值区可以降低壁温。     

亚临界及近临界压力区水平管沸腾传热特性的试验研究

本文阐述了在我校高压电加热水回路装置上所进行的亚临界及近临界压力区水平沸腾管传热特性的试验研究结果。试验管为φ25×2mm不锈钢管,试验参数范围为压力从16.7MPa到22.6MPa、质量流速从600kg/m~2·s到1200kg/m~2·s、热负荷从200kw/m~2到530kw/m~2。试验得出了亚临界及近临界压力区水平沸腾管中不同质量流速、热负荷和含汽率条件下沿管子周界的壁温分布曲线,确定了水平沸腾管中发生传热恶化的位置和壁温飞升值。     

水平光管内R410A与R134a流动冷凝换热特性的对比研究

为研究R410A与R134a在水平光管内的冷凝换热特性,在管内冷凝换热试验台上进行冷凝试验,分析质量流量、冷凝温度、测试水雷诺数Re、管径和制冷剂物性对换热系数和压降的影响。研究表明:换热系数、压降均随着质量流量的增加而变大,随冷凝温度的升高而减小,换热系数随测试水雷诺数Re的增加而减小,而测试水雷诺数Re对压降的影响相对较小;尽管R410A的换热系数随管径的减小而增大,而管径对R134a换热系数的影响并不显著,R134a与R410A的压降均随管径的减小而增大;单位压降换热系数随质量流量的增加而减小; Cavallini et al.关联式可较好预测R410A与R134a在光管内换热系数,而Shah关联式只能用于预测R134a的换热系数。     

Visualization on flow patterns during condensation of R410A in a vertical rectangular channel

The visualization experiments on HFC R410A condensation in a vertical rectangular channel （14.34mm hydraulic diameter, 160mm length） were investigated. The flow patterns and heat transfer coefficients of condensation in the inlet region were presented in this paper. Better heat transfer performance can be obtained in the inlet region, and flow regime transition in other regions of the channel was also observed. Condensation experiments were carried out at different mass fluxes （ from 1.6 kg/h to 5.2 kg/h） and at saturation temperature 28~ C. It was found that the flow patterns were mainly dominated by gravity at low mass fluxes. The effects of interfacial shear stress on condensate fluctuation are significant for the film condensation at higher mass flux in vertical flow, and con- sequently, the condensation heat transfer coefficient increases with the mass flux in the experimental conditions, The drop formation and growth process of condensation were also observed at considerably low refrigerant vapor flow rate.     

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%。     

5 mm微肋管内R404A流动沸腾换热特性研究

通过实验研究了R404A在5 mm微肋管内的流动沸腾换热特性。热流密度为5～25 kW/m~2、质量流速为200～500 kg/(m~2·s)、饱和温度为-5～5℃、干度为0.1～0.9。结果表明:提高饱和温度可以提高换热系数,在0.1～0.3低干度区提升作用较为明显,在0.3～0.6中干度区提升作用逐渐降低;随着质量流速的增大,换热系数呈上升趋势,其对换热系数的影响主要体现在中干度区;热流密度的增大也能够有效提升换热系数,同时使换热系数的峰值提前出现,加速干涸现象的发生。针对本实验数据,修正后的Gungor模型预测精度较高,修正系数为1.372,统计得出平均绝对偏差仅9.30%,高达98.18%的数据偏差度小于±30%。     

R134a在水平微小圆管内流动沸腾过程中压降对换热的影响

微小通道内流动沸腾换热研究进程制约着紧凑式微小通道蒸发器的进一步开发和应用.针对HFC134a在1.0 mm水平圆管内流动沸腾换热的研究,设计并建立了开放直流式实验装置;在对测试数据分析的基础上,提出了局部饱和温度沿管长呈线性降低的假定;表明了压降对换热系数的较大影响,最后对实验不确定度进行了分析.     

高效螺纹管强化传热机理研究

通过数值模拟的方法在雷诺数2 000～40 000范围内,对比分析了高效螺纹管与单向螺纹管在传热性能和压降性能的影响。结果显示,高效螺纹管由于交叉螺旋线使得壁面产生一定的宏观变形产生一个持续的湍流导致边界层减薄,管内螺旋线并没有使管内流体产生旋转流动,管内平均努塞尔数几乎为零,而单向螺纹管管内流体随螺旋线产生旋转流动;高效螺纹管受螺纹深度及螺旋角度影响较大,当H=0.7 mm时,努塞尔数增大1.57～1.83倍,但压降增大了3.83倍,当螺角为50°时努塞尔数增大1.76～1.89倍,但压降也增大了5.6倍,高效螺纹管深度为0.7 mm,螺旋角为50°时能够得到一个比较好的传热效果。     

Comparative study on evaporator heat transfer characteristics of revolving heat pipes filled with R134a, R22 and R410A

Heat pipes are used extensively in various applications including the heating, ventilating and air conditioning (HVAC) systems. The high thermal conductivity of the device, attributed from the two-phase heat transfer processes within the heat pipe, made them superior heat exchanger devices. Heat pipes had been widely used in HVAC applications in energy conservation, dehumidification enhancement, heat dissipation, etc. A number of researches have been conducted to expand the applicability of heat pipes in HVAC in Malaysia, especially in air-to-air heat recovery using stationary heat pipes. However, the potential usage of rotating heat pipe in heat recovery in tropical countries like Malaysia was yet to be explored. Hence, the potential of rotating heat pipe in the HVAC systems used in tropics was explored through a parametric study that incorporates rotational speeds, off-axis displacements and varied refrigerants. The rotating heat pipes charged with R134a, R22 and R410A were tested with varied radial displacement from the rotational axis. The straight and leveled heat pipe with the furthest radial displacement yields the most significant heat transfer, which was attributed to the magnitude of the generated centrifugal force, and effective distribution of liquid in the evaporator.     

Modelling and validation of a gas engine heat pump working with R410A for cooling applications

Gas engine heat pumps play an important role in energy saving and environment protection in both cooling and heating applications. In the present work, a thermal modelling of the gas engine driven heat pump in cooling mode is performed and system main parameters such as cooling capacity, gas engine energy consumption and primary energy ratio (PER) are computed. The modelling of the gas engine heat pump includes modelling of the scroll compressor, the plate evaporator and the gas engine. Discharged refrigerant mass flow rate and compressor power represent the main output parameters of the compressor semi-empirical model. Using the discharged refrigerant mass flow rates along with the available evaporation heat transfer correlations, the system cooling capacity is deduced. Based on the present experimental data, a correlation of gas engine energy consumption as function of compressor power, engine speed and ambient air temperature is obtained. Furthermore, the gas engine heat pump model is validated by comparing experimental and simulation data. The model error percentages to predict the cooling capacity, the gas engine energy consumption and the PER are 7%, 5%, 6% respectively.     

微细通道内R290流动沸腾换热特性实验研究

对R290制冷剂在微细通道内的流动沸腾换热特性进行了实验研究。研究管径分别为1和2 mm,热流密度为20~65 k W/m~2,质量流率为100~200 kg/m~2·s,饱和温度为15和25℃,干度范围为0.1~0.9。通过实验数据分析管径、热流密度、质量流率、饱和温度对流动沸腾换热的影响。结果表明:随着管径的下降,换热系数呈现出大幅上升的趋势,其平均增幅为31%;随着热流密度的上升,换热系数呈现出大幅上升的趋势,其平均增幅达到了131%;随着质量流率的上升,换热系数呈现出小幅上升的趋势,其平均增幅为14%;随着饱和温度的上升,大部分换热系数呈现出小幅上升的趋势,其平均增幅为12.6%。