【摘要】：在換熱器設(shè)備中,大多都是并聯(lián)多管的形式,由于在并聯(lián)管內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中存在流型交變以及各支管流量分配不均勻等問(wèn)題,微通道并聯(lián)管流量分配不均使得換熱器部分區(qū)域溫度過(guò)高,不利于換熱,并會(huì)對(duì)微型換熱器的安全運(yùn)行造成很大影響,這就使得對(duì)微型通道流動(dòng)與傳熱機(jī)理研究變得十分必要。而目前大多數(shù)研究?jī)H停留在一些宏觀因素的影響方面,關(guān)鍵的微尺度影響機(jī)理研究還僅僅處于初級(jí)階段。但介于其在工程領(lǐng)域中應(yīng)用的重要性,一直以來(lái)都得到人們的廣泛關(guān)注。截至目前,雖然學(xué)者們對(duì)于微通道內(nèi)的換熱、流動(dòng)以及壓降特性進(jìn)行了許多研究,但是關(guān)于流量分配的影響機(jī)理尚未成熟,仍有很多的研究需要進(jìn)行,對(duì)于制冷劑在微通道中沸騰過(guò)程中的流量分配狀況以及不同分配情況下的壓降和換熱特性的變化的研究更是少見。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)R141b制冷劑在主管1×0.5mm,三根0.5×0.5mm支管的矩形截面微通道并聯(lián)管內(nèi)流動(dòng)沸騰的流動(dòng)特性以及換熱機(jī)理進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)并搭建了可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),分析了流動(dòng)沸騰過(guò)程中的流型以及流量分配狀況,并對(duì)主管質(zhì)量流量、熱流密度、干度、分配點(diǎn)前流型、流量分配對(duì)換熱系數(shù)以及壓降的影響進(jìn)行了研究分析。在對(duì)流型的研究時(shí),在顯微鏡下通過(guò)可視化系統(tǒng)觀察并拍攝分配點(diǎn)前流型,根據(jù)分配點(diǎn)前流型變化,繪制出關(guān)于質(zhì)量流量和熱流密度的流型圖。在對(duì)流量分配的研究時(shí),研究熱流密度以及主管質(zhì)量流量對(duì)三根支管的流量分配的影響,根據(jù)分配點(diǎn)前流型結(jié)合氣泡動(dòng)力學(xué)對(duì)流量分配機(jī)理進(jìn)行研究。在對(duì)壓降特性的研究時(shí),根據(jù)各工況下熱流密度以及主管質(zhì)量流量的變化對(duì)通道內(nèi)平均壓降進(jìn)行探究,并結(jié)合流量分配情況對(duì)各支管內(nèi)壓降變化進(jìn)行分析。最后與文獻(xiàn)中所建立的壓降進(jìn)行對(duì)比,并提出對(duì)Kim and Mudawar所建立的壓降模型進(jìn)行修正。在對(duì)換熱特性的研究時(shí),根據(jù)不同工況下質(zhì)量流量、熱流密度、干度對(duì)微通道并聯(lián)管換熱特性的影響進(jìn)行探究,結(jié)合流量分配對(duì)比分析各支管內(nèi)換熱特性。文中總結(jié)了6種文獻(xiàn)中所建立的換熱模型,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出對(duì)工程換熱器設(shè)備設(shè)計(jì)與運(yùn)行的建議。
【圖文】：

東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 2 章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)設(shè)備.1.1 可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在多管并聯(lián)微矩形通道管內(nèi)進(jìn)行可視化實(shí)驗(yàn)，本文采用 R141b 制冷劑材料驗(yàn)，，研究分析在微通道并聯(lián)管內(nèi)的工質(zhì)發(fā)生相變后的流動(dòng)與換熱特性。實(shí)驗(yàn)系示，實(shí)物圖如圖 2-2 所示。

第 2 章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理微型流量計(jì)分別測(cè)得三根支管內(nèi)液體的質(zhì)量流量進(jìn)入儲(chǔ)液罐，重新進(jìn)行一個(gè)閉合回路，使得系統(tǒng)內(nèi)始終保持一定的壓力。由于通道尺寸較小，對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行觀測(cè)并拍攝，同時(shí)，將在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用熱電偶測(cè)量出的溫進(jìn)行處理，在完成一次上述試驗(yàn)后改變質(zhì)量流量和熱流密度，重復(fù)上述驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，排除隨機(jī)誤差，實(shí)驗(yàn)每組工況重復(fù)實(shí)驗(yàn) 5 次，最后計(jì)處理。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK124

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本文編號(hào)：2622494