R410A在豎直管內(nèi)蒸氣向上流動凝結(jié)換熱實驗研究.pdf

1、本文通過實驗方法，探討了制冷劑R410A干飽和蒸氣在豎直方向垂直向上流動凝結(jié)換熱條件下的凝結(jié)液膜表面流動特征、凝結(jié)換熱系數(shù)和壓降的特性。實驗采用了具有可視窗的豎直矩形槽道實驗件、光滑銅管換熱實驗件和內(nèi)螺紋銅管換熱實驗件，分析討論了蒸氣質(zhì)量流量的影響，制冷劑的飽和溫度、管長、熱流密度等因素對凝結(jié)換熱系數(shù)的影響。比較了內(nèi)螺紋管和光滑管在相同的冷卻水入口條件下的換熱能力和壓力損失能力，對現(xiàn)有的一些廣泛應(yīng)用的光滑管內(nèi)和內(nèi)螺紋管內(nèi)的換熱關(guān)聯(lián)式進行

2、了適用性評價分析。最后通過實驗數(shù)據(jù)的回歸分析，獲得了適用于蒸氣向上流動凝結(jié)換熱的光滑管內(nèi)和內(nèi)螺紋管內(nèi)換熱關(guān)聯(lián)式和適用于內(nèi)螺紋管內(nèi)的摩阻壓降關(guān)聯(lián)式。
　　豎直矩形槽道內(nèi)的可視化實驗中，通過高速攝影儀拍攝手段，觀察了制冷劑R410A干飽和蒸氣在水力直徑為14.34mm、長度為160mm的豎直矩形槽道內(nèi)垂直向上流動凝結(jié)過程中壁面液膜的流動特征。實驗結(jié)果表明:在質(zhì)量流速范圍為1.8-23 kg/m2s實驗條件下，隨著質(zhì)量流速的增大，壁面出

3、現(xiàn)假滴狀流動和層流波狀流動，并且隨著質(zhì)量流速的增大凝結(jié)液膜逐漸增厚，液膜表面波動亦更加明顯;槽道內(nèi)的平均凝結(jié)換熱系數(shù)隨質(zhì)量流速的增大出現(xiàn)先增大后減小的趨勢。實驗得到沿槽道軸向由壁面測溫點分割出的四段壁面的各段中心位置處的近似局部凝結(jié)換熱系數(shù)的變化情況。
　　通過實驗方法研究了R410A干飽和蒸氣在內(nèi)徑為8.02mm，管長為300 mm、400 mm、500 mm和600mm的光滑銅管管內(nèi)向上流動時的凝結(jié)換熱特性。實驗所測的質(zhì)量流速

4、范圍為103-490 kg/m2s，飽和溫度分別為31℃、38℃和48℃。管內(nèi)制冷劑的平均干度范圍為0.91-0.98。分別對管長、飽和溫度、質(zhì)量流速對凝結(jié)換熱的影響進行了討論。四個廣泛應(yīng)用的并且不受管道傾角影響的換熱關(guān)聯(lián)式的預(yù)測值與實驗值進行了對比分析，通過數(shù)據(jù)擬合修正了Shah[21]的換熱關(guān)聯(lián)式，新關(guān)聯(lián)式的預(yù)測值與實驗值的偏差范圍為±15％。
　　通過實驗方法比較了外徑均為9.52mm，內(nèi)徑為8.32mm的光滑管和齒頂內(nèi)徑為

5、8.46mm的內(nèi)螺紋管在四種相同的冷卻水入口條件下的凝結(jié)換熱和壓降特性。實驗的制冷劑質(zhì)量流速范圍為80-345 kg/m2s，飽和溫度為40℃和48℃。利用換熱強化因子Eh和壓降懲罰因子Pf描述了在相同工況條件下內(nèi)螺紋管相對于光滑管的換熱強化和壓降損失能力。四個廣泛應(yīng)用的內(nèi)螺紋管內(nèi)凝結(jié)換熱關(guān)聯(lián)式的預(yù)測值與實驗值進行了對比分析，修正了Cavallini等人[71]的換熱關(guān)聯(lián)式，新關(guān)聯(lián)式的預(yù)測值與實驗值的偏差范圍為±15％。根據(jù)實驗獲得的壓