本文關(guān)鍵詞：多孔扁管內(nèi)低GWP工質(zhì)及其混合工質(zhì)冷凝換熱特性的研究

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【摘要】：為攻克臭氧層破壞和全球氣候變暖兩大環(huán)境難題,尋求更加節(jié)能環(huán)保高效的新一代制冷劑已成為當(dāng)今制冷領(lǐng)域重要課題。微小通道換熱器與制冷空調(diào)行業(yè)傳統(tǒng)銅管翅片換熱器相比,換熱系數(shù)高,制冷劑的充灌量小,承壓能力強(qiáng),結(jié)構(gòu)緊湊。近年來,微小通道換熱器替代傳統(tǒng)翅片管換熱器成為近年來空調(diào)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),尤其是汽車空調(diào)領(lǐng)域。將以上兩方面相結(jié)合,研發(fā)新一代制冷劑適用于微小通道換熱器,提高換熱性能,減少充灌量,以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保高效的目標(biāo),并深入開展對(duì)低GWP工質(zhì)及其混合工質(zhì)在小通道內(nèi)的冷凝換熱特性的研究具有重要意義。首先,對(duì)低GWP純工質(zhì)的熱物性質(zhì)和環(huán)保性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析,進(jìn)而研究混合工質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì),其重點(diǎn)是針對(duì)新型三元混合工質(zhì)R446A和R447A。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對(duì)混合物模型Helmholtz自由能狀態(tài)方程中交互系數(shù)進(jìn)行擬合計(jì)算優(yōu)化。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、本模型計(jì)算結(jié)果和物性計(jì)算軟件REFPROP計(jì)算結(jié)果的一致性對(duì)比分析,得出優(yōu)化后的狀態(tài)方程的計(jì)算精度更高且穩(wěn)定性較好。此外,分析了新型混合制冷劑R446A和R447A系統(tǒng)循環(huán)性能,由于兩工質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)較為接近,其循環(huán)效率相差不大,但兩者的循環(huán)效率都高于R1234ze和R410A。雖然單位質(zhì)量制冷量略低于R32,而排氣溫度低于R32,有利于保證壓縮機(jī)的可靠性。不足之處是R446A和R447A的溫度滑移較R410A較大。綜上所述,新型混合制冷劑R446A和R447A可作為R410A的高效環(huán)保替代工質(zhì)。其次,針對(duì)R32在三種微小通道內(nèi)的冷凝換熱特性進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究,其冷凝換熱系數(shù)由高到低的排序?yàn)?D=0.715mm的方孔扁管D=0.86mm的圓孔扁管D=2mm的光滑細(xì)管,小管徑通道下的流型更有利于強(qiáng)化換熱。由于在方管中表面張力的作用,液膜在四角聚集,導(dǎo)致在四邊中部處的液膜較薄,因此方管中的換熱系數(shù)高于圓管中的換熱系數(shù)。然后,對(duì)純工質(zhì)R134a、R32、R1234ze和其混合工質(zhì)及R410A、R447A在圓孔扁管內(nèi)進(jìn)行了冷凝換熱實(shí)驗(yàn)測(cè)試。綜合對(duì)比所有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的純工質(zhì)和混合工質(zhì)在相同工況下冷凝換熱系數(shù)。最后,對(duì)各工質(zhì)的實(shí)驗(yàn)值與關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示:除Koyama關(guān)聯(lián)式外,其他五組關(guān)聯(lián)式對(duì)R32的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值都比較接近,而對(duì)于R134a僅Cavallini、Park和Kim的預(yù)測(cè)精度較好;R1234ze只有Park的預(yù)測(cè)的比較接近�？傮w看來Cavallini、Park和Kim這三個(gè)關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)結(jié)果比較理想。對(duì)于R410A的預(yù)測(cè)結(jié)果只有Park的關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)精度較好;R32與R134a的混合物都是Cavallini關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)精度最好,而R32與R1234ze的混合物都是Thome關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)精度最好;對(duì)于R447A預(yù)測(cè)最好的關(guān)聯(lián)式是Shah關(guān)聯(lián)式。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124

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本文編號(hào)：1297744