人字形微翅片管和漣漪紋管對流蒸發(fā)和冷凝的傳熱機理研究.pdf

1、在過去的幾十年里，強化傳熱技術(shù)有了很大的發(fā)展。強化傳熱技術(shù)，能夠提高換熱設(shè)備的效率，減小重量和體積。不過隨著工業(yè)不斷的發(fā)展，對于傳熱技術(shù)的要求也越來越高，需要對強化傳熱技術(shù)進行更多的研究。另外，隨著人們對于環(huán)境問題越來越多的關(guān)注，尋找新一代制冷工質(zhì)來替代有溫室效應(yīng)的制冷劑，也迫在眉睫。
　　本文對光管、人字形微翅片管和漣漪紋管三種銅管進行了實驗研究，銅管的外徑是12.7mm，內(nèi)徑是11.43mm，實驗測量的單管長度是1.9m，換熱

2、工質(zhì)采用R22，R410A和R32三種不同制冷劑。
　　單相實驗采用R22為換熱工質(zhì)，制冷劑的飽和溫度為49℃，制冷劑質(zhì)量流速為130-246.8kg/(m2s)，熱流量為6.43-14.9kW/m2。實驗結(jié)果表明，光管的單相換熱系數(shù)最低。人字形微翅片管的單相換熱系數(shù)明顯高于光管，為光管的1.16-1.35倍。漣漪紋管的單相換熱系數(shù)最高，是光管的1.75-1.95倍。光管的單相換熱系數(shù)明顯比Gnielinski關(guān)聯(lián)式的預測值要高出

3、很多，是關(guān)聯(lián)式預測值的1.24-1.31倍。光管內(nèi)的單相壓降最低，人字形微翅片管的壓降比光管要大，隨著雷諾數(shù)的增大，人字形微翅片管與光管的壓降趨于接近。漣漪紋管的壓降最高，是光管的2.14-2.70倍。漣漪紋管的綜合性能因子是1.34-1.40，說明漣漪紋管的綜合性能是很好的，人字形微翅片管的綜合性能因子是0.91-1.37。
　　冷凝實驗采用R22，R410A和R32為換熱工質(zhì)，質(zhì)量流速為56.2-178.5 kg/(m2s)，

4、熱流密度為9.9-30.4kW/m2。其中R22和R410A的冷凝飽和溫度為47℃，進出口干度分別是0.8和0.2；R32的冷凝飽和溫度為45℃，進出口干度分別是0.8和0.1。光管的冷凝換熱系數(shù)最低，人字形微翅片管的冷凝換熱系數(shù)最高，大約是光管的2.3-3.2倍。漣漪紋管的冷凝換熱系數(shù)大約是光管的1.3-2.0倍。采用光管內(nèi)冷凝換熱關(guān)聯(lián)式對光管實驗結(jié)果進行對比，關(guān)聯(lián)式分別采用：Haraguchi關(guān)聯(lián)式，Shah關(guān)聯(lián)式，Dobson和C

5、hato關(guān)聯(lián)式和Cavallini關(guān)聯(lián)式。對人字形微翅片管內(nèi)冷凝換熱系數(shù)也和關(guān)聯(lián)式進行對比，關(guān)聯(lián)式采用：Kedzierski和Goncalves關(guān)聯(lián)式，Cavallini關(guān)聯(lián)式和Olivier關(guān)聯(lián)式。并且對三種制冷劑的換熱系數(shù)進行對比，分析不同制冷劑的換熱效果。
　　蒸發(fā)換熱實驗采用了三種不同的制冷劑，分別是R22，R410A以及R32，制冷劑的蒸發(fā)飽和溫度選取6℃。其中，制冷劑R22和R410A的進出口干度分別是0.1和0.9，

6、制冷劑R32的進出口干度分別是0.1和0.8。制冷劑的質(zhì)量流速為53.1-140.9kg/(m2s)，熱流密度為13.9–36kW/m2。光管內(nèi)蒸發(fā)換熱系數(shù)是最低的。漣漪紋管的蒸發(fā)換熱系數(shù)是最高的，人字形微翅片管的蒸發(fā)換熱系數(shù)介于光管和漣漪紋管之間。采用 Wojtan提出的流型分析方法對蒸發(fā)過程的流型進行分析，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)實驗過程處于彈狀流+分層流/波狀流和分層流/波狀流區(qū)域，并沒有達到環(huán)形流的狀態(tài)。另外對光管內(nèi)的蒸發(fā)換熱系數(shù)采用修正的Wo