本文關鍵詞：R410A在豎直管內蒸氣向上流動凝結換熱實驗研究

  更多相關文章： R410A 管內冷凝 豎直管 光滑管 內螺紋管 蒸氣向上流動 流型 關聯(lián)式

【摘要】：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換熱條件下的凝結液膜表面流動特征、凝結換熱系數(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螺紋銅管換熱實驗件,分析討論了蒸氣質量流量的影響,制冷劑的飽和溫度、管長、熱流密度等因素對凝結換熱系數(shù)的影響。比較了內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)有的一些廣泛應用的光滑管內和內螺紋管內的換熱關聯(lián)式進行了適用性評價分析。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換熱的光滑管內和內螺紋管內換熱關聯(lián)式和適用于內螺紋管內的摩阻壓降關聯(lián)式。 豎直矩形槽道內的可視化實驗中,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的豎直矩形槽道內垂直向上流動凝結過程中壁面液膜的流動特征。實驗結果表明：在質量流速范圍為1.8-23kg/m2s實驗條件下,隨著質量流速的增大,壁面出現(xiàn)假滴狀流動和層流波狀流動,并且隨著質量流速的增大凝結液膜逐漸增厚,液膜表面波動亦更加明顯；槽道內的平均凝結換熱系數(shù)隨質量流速的增大出現(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干飽和蒸氣在內徑為8.02mm,管長為300mm、400mm、500mm和600mm的光滑銅管管內向上流動時的凝結換熱特性。實驗所測的質量流速范圍為103-490kg/m2s,飽和溫度分別為31℃、38℃和48℃。管內制冷劑的平均干度范圍為0.91-0.98。分別對管長、飽和溫度、質量流速對凝結換熱的影響進行了討論。四個廣泛應用的并且不受管道傾角影響的換熱關聯(lián)式的預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]的換熱關聯(lián)式,新關聯(lián)式的預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,內徑為8.32mm的光滑管和齒頂內徑為8.46mm的內螺紋管在四種相同的冷卻水入口條件下的凝結換熱和壓降特性。實驗的制冷劑質量流速范圍為80-345kg/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。四個廣泛應用的內螺紋管內凝結換熱關聯(lián)式的預測值與實驗值進行了對比分析,修正了Cavallini等人[71]的換熱關聯(lián)式,新關聯(lián)式的預測值與實驗值的偏差范圍為±15%。根據(jù)實驗獲得的壓降數(shù)據(jù),修正了Haraguchi等人的摩阻壓降關聯(lián)式,新關聯(lián)式的預測值與實驗值的偏差范圍為±25%。
【關鍵詞】：R410A 管內冷凝 豎直管 光滑管 內螺紋管 蒸氣向上流動 流型 關聯(lián)式
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB64
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 目錄10-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 流型的研究13-15
• 1.2.2 光滑管內凝結換熱研究15-18
• 1.2.3 強化管內凝結換熱研究18-20
• 1.3 本文研究的主要內容20-22
• 1.3.1 目前研究中存在的不足20
• 1.3.2 本文的主要研究內容20-22
• 2 實驗系統(tǒng)22-31
• 2.1 實驗裝置22-23
• 2.2 測量設備23
• 2.3 實驗件23-24
• 2.3.1 可視化實驗件23-24
• 2.3.2 豎直套管換熱實驗件24
• 2.4 制冷劑R410A24-25
• 2.5 數(shù)據(jù)處理25-31
• 2.5.1 進入實驗段的制冷劑流量25
• 2.5.2 預冷段出口蒸氣干度25-26
• 2.5.3 平均凝結換熱系數(shù)26
• 2.5.4 實驗段的內壁面平均溫度26-27
• 2.5.5 可視化實驗件的沿軸向局部凝結換熱系數(shù)27
• 2.5.6 摩阻壓降27-28
• 2.5.7 換熱強化因子Eh和壓降懲罰因子Pf28
• 2.5.8 參數(shù)不確定分析28-31
• 3 豎直矩形槽道內的液膜表面形態(tài)及換熱情況31-37
• 3.1 質量流速對壁面液膜流動形態(tài)的影響31-33
• 3.2 沿槽道軸向不同觀察位置處的流型對比33-34
• 3.3 平均凝結換熱系數(shù)隨質量流速的變化34-35
• 3.4 沿槽道軸向局部凝結換熱的變化35-36
• 3.5 本章小結36-37
• 4 豎直光滑管內凝結換熱實驗研究37-48
• 4.1 流型的判定37-38
• 4.2 質量流速和飽和溫度對凝結換熱系數(shù)的影響38-39
• 4.3 管長對凝結換熱系數(shù)的影響39-41
• 4.4 現(xiàn)有光滑管內換熱關聯(lián)式的適用性評價分析41-45
• 4.5 豎直光滑管內凝結換熱關聯(lián)式45-47
• 4.6 本章小結47-48
• 5 內螺紋管和光滑管換熱和壓降的比較分析48-70
• 5.1 質量流速和熱流密度對凝結換熱系數(shù)的影響49-53
• 5.2 質量流速和熱流密度對總壓降的影響53-56
• 5.3 換熱強化因子56-58
• 5.4 壓降懲罰因子58-60
• 5.5 現(xiàn)有內螺紋管內換熱關聯(lián)式的適用性評價分析60-64
• 5.6 內螺紋管內凝結換熱關聯(lián)式64-66
• 5.7 內螺紋管內摩阻壓降關聯(lián)式66-69
• 5.8 本章小結69-70
• 6 結論70-72
• 參考文獻72-78
• 主要符號表78-80
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果80-82
• 學位論文數(shù)據(jù)集82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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本文編號：840062