本文關鍵詞：非均勻加熱條件下螺旋管內流動沸騰換熱特性

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【摘要】：螺旋管式換熱器因具有傳熱性能好、效率高、制造工藝簡單等優(yōu)點,而被大量用于暖通空調、低溫與制冷、生物醫(yī)藥、動力能源、石油化工、航空航天等行業(yè)中。目前對臥式螺旋管內兩相流動沸騰換熱的研究主要集中在螺旋管外壁面均勻熱流或者恒定溫度工況,而對螺旋管外壁面非均勻加熱條件下的研究鮮有報道。本文以制冷劑R22為工質,在兩種非均勻加熱(外半周加熱、內半周絕熱,內半周加熱、外半周絕熱)和一種均勻加熱(全周均勻加熱)的條件下對臥式螺旋管內流動沸騰換熱特性進行實驗研究,考察了兩種非均勻加熱條件下的螺旋管內流動沸騰換熱特性并得到了流動沸騰換熱關聯式。1.在質量流速為G=80kg/(m2s)~420kg/(m2s),管外加熱的熱流密度為q=2.990kW/m2~5.981 kW/m2,干度為0.12~0.53,三種不同加熱條件下,對四種不同曲率(?=0.0672、?=0.0642、?=0.0369、?=0.0288)的臥式螺旋管進行實驗研究。實驗結果表明,螺旋管內流動沸騰的壓降梯度隨著質量干度的增大會明顯增大;當系統的飽和壓力減小時,壓降梯度也明顯的增大;非均勻的加熱條件與均勻的加熱條件下的壓降梯度十分接近,但外半周加熱、內半周絕熱的條件下的壓降梯度略高于其它兩種加熱工況。2.無論是均勻加熱還是非均勻加熱的條件下,四種不同曲率的螺旋管呈現共同的流動沸騰換熱特性:在同等干度條件下,流動沸騰換熱系數隨著熱流密度和質量流速的增大而增大。在質量流速、加熱熱流密度和干度一定的情況下,流動沸騰換熱系數隨著螺旋曲率的增大而增大。在三種不同的加熱條件下的流動沸騰換熱系數數值大小相差不大,但外半周加熱、內半周絕熱時管內流動沸騰換熱系數最大;在干度較小時,內半周加熱、外半周絕熱條件下的流動沸騰換熱系數要比全周均勻加熱條件下的系數略大;在干度上升到某個值后,內半周加熱、外半周絕熱條件下的流動沸騰換熱系數要比全周均勻加熱條件下的系數略小。從整體上分析外半周加熱、內半周絕熱的條件下,螺旋管內的流動沸騰換熱系數要比另外兩種工況高出4%~10%。3.考慮非均勻加熱的影響,回歸得到了兩種非均勻加熱和全周均勻加熱的工況下螺旋管內流動沸騰換熱關聯式。該式的計算值和實驗值之間的平均絕對誤差在兩種非均勻加熱條件下別為9.66%和8.47%,均勻加熱條件下的平均絕對誤差8.24%。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK124

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