水平肋片管外凝結液膜分布及換熱特性研究.pdf

1、凝結現(xiàn)象在制冷、空調(diào)、化工、核動力及電廠回熱循環(huán)等領域廣泛存在，冷凝過程，凝結液膜是阻礙換熱的主要熱阻，強化膜狀凝結的措施通過在管外增加肋片，使液膜減薄，排出凝結液。同時，有機工質性能相對穩(wěn)定，可作為制冷劑使用。因此研究肋片管外有機工質凝結換熱特性對設計高效冷凝設備提供理論參考。
　　肋片管外液膜熱阻的大小取決于液膜的厚度及分布，與肋片結構尺寸(肋密度、肋高、肋厚)、管型、管子排列方式、流體流速及物性參數(shù)等有關。因此，需運用理論分

2、析及數(shù)值計算方法對水平肋片管外凝結液膜厚度及換熱特性進行研究。
　　本文在 Nusselt理論的基礎上，采用修正的膜理論建立水平肋片管外有機工質凝結的數(shù)學模型，沿管周向劃分有限個微元角，計算每個微元角內(nèi)肋片側壁上及肋間基管凝結液膜分布及傳熱系數(shù)，以R134a工質及TFE制冷工質進行計算，驗證模型的可行性，并得到凝結液膜在肋側壁及肋間基管的分布，分析肋片結構參數(shù)、管型對凝結換熱的影響。結果表明：(1)肋片側壁的凝結液膜厚度沿圓周角增

3、大方向不斷增厚，沿肋高方向變薄，局部凝結傳熱系數(shù)沿圓周角增大方向而減小，沿肋高方向增加；肋間基管上圓周角0~?f范圍內(nèi)液膜不斷增厚，并在靠近淹沒區(qū)急劇增厚，局部凝結傳熱系數(shù)減小。(2)給定肋片高度為1.19mm的低肋時，平均傳熱系數(shù)隨肋片密度的增大先增大后減小，肋密度為25fpi時最優(yōu)；低肋片密度時，肋片高度對凝結換熱的影響較小。(3)橢圓形肋片管肋間基管液膜熱阻遠大于側壁熱阻；在上半管，液膜熱阻系數(shù)隨圓周角的增大而減小，在下半管，液膜