發(fā)布時間：2020-02-24 09:36

【摘要】：目前,能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為全世界亟需解決的重大問題。工業(yè)生產(chǎn)排放的中、低溫余熱是節(jié)能潛力巨大的寶貴余熱資源。R245fa工質在進行余熱回收方面有著獨天得厚的優(yōu)勢,可作為有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的良好工質。同時隨著制冷空調行業(yè)的發(fā)展,已對R245fa工質替代其他制冷劑作出了相關研究。本文主要研究R245fa在水平管內的凝結換熱特性。本文設計和搭建了水平管內R245fa凝結換熱與流型觀測的實驗臺,詳細介紹水平管內R245fa凝結換熱的實驗內容、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理方法;分析實驗系統(tǒng)的不確定度,證明了本實驗系統(tǒng)和實驗方法可靠。進行了管內凝結換熱實驗,實驗中通過研究不同冷凝溫度、工質蒸汽質量流率、入口干度、冷卻水溫、冷卻水流量下,R245fa工質蒸汽在水平圓管內凝結的換熱特性,得出R245fa水平管內的凝結換熱規(guī)律,其規(guī)律如下:1.工質蒸汽質量流量從4.38kg/h增加到10.05kg/h,冷凝系數(shù)一直增大。當蒸汽入口質量流量增加時,蒸汽流速增大,對凝結過程所生成的液膜的作用力增大,使得液膜厚度減小,減小了由于液膜的存在而產(chǎn)生的換熱熱阻,凝結換熱系數(shù)增大。2.當冷凝溫度由51.2°C上升到58.9°C時,冷凝換熱系數(shù)隨冷凝溫度的升高而降低,主要是因為冷凝溫度不同造成工質的物性不同。3.入口干度從0.89變化到1時,冷凝換熱系數(shù)隨之增加。其原因是當入口干度增加時,氣相的速度及其表面張力變大,氣液兩相界面之間的切應力增大,其綜合效果使得管壁釋放熱量產(chǎn)生的凝結液膜變薄,換熱熱阻變小。4.當冷卻水溫度從40°C減小到37°C,冷凝換熱系數(shù)隨著冷卻水溫度的降低反而增大。冷卻水溫度越低,換熱系數(shù)越大。當冷卻水越低時,管壁溫度越低,因此冷凝換熱溫差增大。5.冷卻水流量由0.69L/min增加到0.87L/min,冷凝換熱系數(shù)隨之增大。冷卻水流量增大,使得冷卻水側的換熱加強;冷卻水流量增大時,冷卻水側的變化溫度減小,導致?lián)Q熱溫差增大,換熱系數(shù)增大。同時,利用CFD軟件對工質R245fa在管內凝結進行數(shù)值模擬,采用VOF模型,結合UDF編程對工質蒸汽在水平管內凝結換熱進行分析,對實驗條件進行模擬得到:模擬結果與實驗結果誤差小于17%。本文針對純工質R245fa管內凝結換熱的研究,進而通過控制運行工況下的運行參數(shù),來保持水平管內凝結時的高效換熱狀態(tài)。為提高換熱器換熱系數(shù)、節(jié)約能源以及下一步開發(fā)設計R245fa高效凝結換熱器提供依據(jù)。
【學位授予單位】：天津商業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK124

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 周云龍，夏國棟，陳曉珊，蔣安眾，李泓源，，李學武;水平管內氣—液兩相流流型及其轉換特性研究[J];熱能動力工程;1995年06期

2 羅昔聯(lián);王灃浩;孟祥兆;吳志勇;;R22和R407C在水平微肋管內冷凝傳熱與壓降的性能分析[J];制冷與空調;2006年06期

相關碩士學位論文 前1條

1 王曉東;太陽能低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)適用工質的理論和實驗研究[D];天津大學;2008年

本文編號：2582394