自然工質(zhì)R290與混合工質(zhì)R404A管內(nèi)相變換熱的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、制冷與空調(diào)行業(yè)中HCFCs制冷劑的淘汰進(jìn)程不斷加快,全世界都在關(guān)注中國的HCFC替代技術(shù)和實(shí)施計(jì)劃。HCFC22的替代工質(zhì)選擇自然工質(zhì)或混合工質(zhì)各有利弊。
　　本文對(duì)空調(diào)制冷工質(zhì)HCFC22的兩種典型替代工質(zhì)—自然工質(zhì)丙烷(R290)和混合工質(zhì) R404A,在光管、內(nèi)螺紋管和內(nèi)交叉肋管中的流動(dòng)沸騰換熱和冷凝換熱,進(jìn)行了全面深入的實(shí)驗(yàn)研究,獲得了這兩種工質(zhì)在光管及兩種強(qiáng)化傳熱內(nèi)肋管管內(nèi)相變換熱規(guī)律?；趯?shí)驗(yàn)研究結(jié)果,比較和評(píng)估了各種

2、理論關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)性能,明確了各自適合的關(guān)聯(lián)式,提出了相應(yīng)的修正關(guān)系式或者修正方案。研究探討了潤滑油對(duì)相變換熱性能及流動(dòng)壓降的影響規(guī)律。為HCFC22替代方案的確定提供了迫切必須的替代工質(zhì)傳熱性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　論文主要研究內(nèi)容、結(jié)論和成果表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　1.實(shí)驗(yàn)獲得了R290和R404A在光管、內(nèi)螺紋管和內(nèi)交叉肋管這三種測(cè)試管管內(nèi)的流動(dòng)沸騰換熱數(shù)據(jù),分別確立了相應(yīng)的預(yù)測(cè)精度較好的理論預(yù)測(cè)模型。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),提出了修

3、正的Koyama關(guān)聯(lián)式,可較好地預(yù)測(cè)R290在內(nèi)螺紋管中的沸騰換熱系數(shù)。對(duì)R290和R404A建立了修正的Cavallini關(guān)聯(lián)式,用以預(yù)測(cè)新型的內(nèi)交叉肋管中的流動(dòng)沸騰換熱。研究表明,Shah關(guān)聯(lián)式對(duì)R290和R404A在光管內(nèi)的沸騰換熱系數(shù)預(yù)測(cè)精度最高,而Thome關(guān)聯(lián)式對(duì)R404A在內(nèi)螺紋管中的沸騰換熱系數(shù)有良好的預(yù)測(cè)精度。
　　2.提出了R290和R404A在三種測(cè)試管中的沸騰換熱壓降預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)式。提出了修正的Lockhart

4、-Martinelli摩擦壓降關(guān)聯(lián)式,可以較好地預(yù)測(cè)R290和R404A在內(nèi)螺紋管和內(nèi)交叉肋管中的沸騰換熱摩擦壓降。對(duì)于R290和R404A,研究獲得的修正系數(shù)分別為2.06和1.10。研究表明,Lockhart-Martinelli關(guān)聯(lián)式適用于預(yù)測(cè)R290和R404A在光管中的沸騰換熱壓降。
　　3.確立了R290和R404A在三種測(cè)試管內(nèi)冷凝換熱預(yù)測(cè)精度較高的關(guān)聯(lián)式理論模型。提出了修正的Cavallini關(guān)聯(lián)式,用于預(yù)測(cè)R40

5、4A在內(nèi)螺紋管和內(nèi)交叉肋管的冷凝換熱系數(shù),研究獲得的修正系數(shù)分別為0.75和0.54。研究表明, Cavallini-Zecchin關(guān)聯(lián)式對(duì)于R290在光管內(nèi)的冷凝換熱的預(yù)測(cè)精度較好,而R290在內(nèi)螺紋管和內(nèi)交叉肋管中冷凝換熱可采用Cavallini關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè),Shah關(guān)聯(lián)式對(duì)于R404A在光管內(nèi)的冷凝換熱系數(shù)的預(yù)測(cè)精度較高。
　　4.通過對(duì)R290和R404A在三種測(cè)試管中冷凝壓降的實(shí)驗(yàn)與理論研究,獲得了預(yù)測(cè)冷凝壓降的關(guān)聯(lián)式。提

6、出了修正的Kaushink-Azer關(guān)聯(lián)式,可以較好地預(yù)測(cè)R290在內(nèi)螺紋管中的冷凝換熱壓降。研究表明,Lockhart-Martinelli關(guān)聯(lián)式對(duì)于這兩種工質(zhì)在光管內(nèi)冷凝換熱摩擦壓降有良好的預(yù)測(cè)精度,Kaushink-Azer關(guān)聯(lián)式對(duì)于 R404A在內(nèi)螺紋管中的冷凝壓降預(yù)測(cè)精度較高,而 Cavallini關(guān)聯(lián)式用于預(yù)測(cè)R404A在內(nèi)交叉肋管中的冷凝換熱壓降較好。
　　5.在國內(nèi)首次研究并闡明了潤滑油對(duì)R404A在管內(nèi)冷凝換熱的

7、影響規(guī)律。當(dāng)含油量達(dá)到2％時(shí),潤滑油會(huì)對(duì)內(nèi)螺紋管和內(nèi)交叉肋管的冷凝換熱產(chǎn)生一定的強(qiáng)化作用;但是,當(dāng)含油量高于2%時(shí),會(huì)產(chǎn)生一定的抑制作用,特別是對(duì)于質(zhì)量流速較大的冷凝換熱。內(nèi)螺紋管和內(nèi)交叉肋管內(nèi)的飽和冷凝換熱壓降相當(dāng)。當(dāng)含油量為4%時(shí),油的存在使得內(nèi)螺紋管和內(nèi)交叉肋管內(nèi)的飽和冷凝換熱壓降比光管增大約25%。
　　6.在國內(nèi)首次研究并闡明了潤滑油對(duì)R404A管內(nèi)沸騰換熱的影響規(guī)律。研究表明,當(dāng)含油量為1%時(shí),光管和內(nèi)螺紋管中的沸騰換