絕熱毛細(xì)管實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的評估與建模.pdf

1、絕熱毛細(xì)管實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是理論研究的基石和判據(jù)?？v觀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)中毛細(xì)管實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在不一致性，而且目前缺乏對毛細(xì)管相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可信度的系統(tǒng)研究與分析。因此，對絕熱毛細(xì)管實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評估，建立經(jīng)過評估的絕熱毛細(xì)管實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫,為相關(guān)理論研究奠定可靠的基礎(chǔ)。在毛細(xì)管的理論模型中，均相流模型被廣泛應(yīng)用于毛細(xì)管的仿真計(jì)算，因此可以利用均相平衡模型對收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評估，得到可信的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。摩擦系數(shù)和兩相粘度的關(guān)聯(lián)式對于毛細(xì)管均相流模型

2、的計(jì)算結(jié)果有重要影響，因此，通過比較摩擦系數(shù)、兩相粘度模型,增加閃發(fā)延遲修正模型等方法對基本的均相平衡模型的評估與改進(jìn)是非常重要的。文獻(xiàn)中已發(fā)表的毛細(xì)管通用關(guān)聯(lián)式非最佳，且在0點(diǎn)不連續(xù)，對于不同的工質(zhì)和入口狀況，一般其關(guān)聯(lián)式不同，而且它們大多與其所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)十分吻合，但與其他來源的數(shù)據(jù)則不甚符合，有的甚至偏差很大；為了準(zhǔn)確的預(yù)測毛細(xì)管特性，一個(gè)好的通用關(guān)聯(lián)模型是必要的。本文研究的目的是建立絕熱毛細(xì)管實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的評估方法和分級數(shù)據(jù)庫，并

3、在此基礎(chǔ)上獲得通用、精確的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃屠碚撃Ｐ汀?針對這個(gè)目標(biāo)，本文做了以下幾部分工作：1) 從公開發(fā)表的文獻(xiàn)中全面收集有關(guān)毛細(xì)管的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立基于均相平衡模型(HEM)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)評估方法,給出評估結(jié)果,并在此基礎(chǔ)上建立分級數(shù)據(jù)庫。2) 基于新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫,改進(jìn)均相平衡模型：通過比較摩擦系數(shù)、兩相粘度模型的方法改進(jìn)基本的HEM模型。3) 基于新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫,評估現(xiàn)存的主要經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)模型,建立更為通用的關(guān)聯(lián)模型。 經(jīng)過上述工

4、作，主要結(jié)果如下：1) 從公開發(fā)表的文獻(xiàn)中共收集到十一種數(shù)據(jù)源、十種不同工質(zhì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過評估以后，發(fā)現(xiàn)利用Choi數(shù)據(jù)源的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出的質(zhì)量流量百分誤差大部分在15－30％之間，誤差比較大，屬于可疑級的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)源的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不易采用；利用其他數(shù)據(jù)源的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出的質(zhì)量流量百分誤差大部分在±10％以內(nèi)， 誤差較小，可以采用。最后得到十個(gè)數(shù)據(jù)源、九種不同工質(zhì)共906組可信實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2) 通過比較多種摩擦系數(shù)和兩相粘度關(guān)聯(lián)式對均相流

5、模型計(jì)算結(jié)果的影響，結(jié)果表明，分別采用Churchill摩擦系數(shù)關(guān)聯(lián)式和McAdams兩相粘度關(guān)聯(lián)式時(shí)，毛細(xì)管均相流模型的計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確。3) 對毛細(xì)管均相平衡模型采用量綱分析方法，提出了一個(gè)冪率形式的質(zhì)量流量經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。此關(guān)聯(lián)式是基于均相平衡模型生成的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包括八種制冷劑R12、R22、R134、R290、R600a、R410a、R407C和R404a，并且包括過冷和兩相入口兩種情況的大量數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證此關(guān)聯(lián)式的可行性，利