【摘要】：目前,能源和環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為全世界亟需解決的重大問(wèn)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(zhì)在進(jìn)行余熱回收方面有著獨(dú)天得厚的優(yōu)勢(shì),可作為有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的良好工質(zhì)。同時(shí)隨著制冷空調(diào)行業(yè)的發(fā)展,已對(duì)R245fa工質(zhì)替代其他制冷劑作出了相關(guān)研究。本文主要研究R245fa在水平管內(nèi)的凝結(jié)換熱特性。本文設(shè)計(jì)和搭建了水平管內(nèi)R245fa凝結(jié)換熱與流型觀測(cè)的實(shí)驗(yàn)臺(tái),詳細(xì)介紹水平管內(nèi)R245fa凝結(jié)換熱的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理方法;分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不確定度,證明了本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)方法可靠。進(jìn)行了管內(nèi)凝結(jié)換熱實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中通過(guò)研究不同冷凝溫度、工質(zhì)蒸汽質(zhì)量流率、入口干度、冷卻水溫、冷卻水流量下,R245fa工質(zhì)蒸汽在水平圓管內(nèi)凝結(jié)的換熱特性,得出R245fa水平管內(nèi)的凝結(jié)換熱規(guī)律,其規(guī)律如下:1.工質(zhì)蒸汽質(zhì)量流量從4.38kg/h增加到10.05kg/h,冷凝系數(shù)一直增大。當(dāng)蒸汽入口質(zhì)量流量增加時(shí),蒸汽流速增大,對(duì)凝結(jié)過(guò)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(jié)換熱系數(shù)增大。2.當(dāng)冷凝溫度由51.2°C上升到58.9°C時(shí),冷凝換熱系數(shù)隨冷凝溫度的升高而降低,主要是因?yàn)槔淠郎囟炔煌斐晒べ|(zhì)的物性不同。3.入口干度從0.89變化到1時(shí),冷凝換熱系數(shù)隨之增加。其原因是當(dāng)入口干度增加時(shí),氣相的速度及其表面張力變大,氣液兩相界面之間的切應(yīng)力增大,其綜合效果使得管壁釋放熱量產(chǎn)生的凝結(jié)液膜變薄,換熱熱阻變小。4.當(dāng)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(dāng)冷卻水越低時(shí),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(cè)的換熱加強(qiáng);冷卻水流量增大時(shí),冷卻水側(cè)的變化溫度減小,導(dǎo)致?lián)Q熱溫差增大,換熱系數(shù)增大。同時(shí),利用CFD軟件對(duì)工質(zhì)R245fa在管內(nèi)凝結(jié)進(jìn)行數(shù)值模擬,采用VOF模型,結(jié)合UDF編程對(duì)工質(zhì)蒸汽在水平管內(nèi)凝結(jié)換熱進(jìn)行分析,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行模擬得到:模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差小于17%。本文針對(duì)純工質(zhì)R245fa管內(nèi)凝結(jié)換熱的研究,進(jìn)而通過(guò)控制運(yùn)行工況下的運(yùn)行參數(shù),來(lái)保持水平管內(nèi)凝結(jié)時(shí)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(shè)計(jì)R245fa高效凝結(jié)換熱器提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK124

【參考文獻(xiàn)】

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

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本文編號(hào)：2582394