發(fā)布時間：2021-10-12 05:11

　　近幾十年來,強(qiáng)化傳熱技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個新的階段,在降低能耗、提高能源利用率等方面發(fā)揮著重要作用。本文通過對制冷劑R410A在不同表面結(jié)構(gòu)的水平強(qiáng)化管外環(huán)空沸騰、冷凝流動時的換熱和壓降特性研究,考察了表面結(jié)構(gòu)、干度、質(zhì)量流速、飽和溫度等因素的影響,評價了各工況下的綜合換熱能力,并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式對目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測,豐富了管外流動沸騰和冷凝換熱數(shù)據(jù)庫,為強(qiáng)化傳熱研究提供了技術(shù)角度和思路。管外環(huán)空單相流動實(shí)驗(yàn)的飽和溫度為311K,制冷劑質(zhì)量流速范圍為40¹10kg/（m2·s）,結(jié)果表明,四根換熱管的單相換熱系數(shù)和壓降均隨質(zhì)量流速的增加而增加,CEHT管表現(xiàn)出最優(yōu)的單相綜合換熱能力。Dittus-Boelter和Gnielinski經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的換熱系數(shù)預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相對誤差均在±10%以內(nèi)。管外環(huán)空流動沸騰實(shí)驗(yàn)的飽和溫度為279K,進(jìn)口干度為0.2,出口干度范圍為0.3⁰.8,質(zhì)量流速范圍為40⁸0kg/（m2·s）,熱流密度范圍約為1.90²1.54kW/m2,結(jié)果表明,LEHT管表現(xiàn)出最好的流動沸騰... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文15(a)(b)圖2-2(a)流動沸騰實(shí)驗(yàn)和(b)冷凝實(shí)驗(yàn)壓焓圖Fig.2-2Pressure-enthalpyrelationship(a)flowboilingand(b)condensationexperiment.圖2-3為系統(tǒng)實(shí)物圖。圖2-3(a)中的長管道為所測試的強(qiáng)化管，可同時對長度為2m和1m的實(shí)驗(yàn)管型進(jìn)行測量。實(shí)驗(yàn)所測強(qiáng)化管均為同心套管的形式：強(qiáng)化管內(nèi)插在外徑26mm的銅套管內(nèi)部，銅套管外部經(jīng)由發(fā)泡處理后再以保溫材料包裹PVC管，以減少熱量損失。圖2-3(b)中分別是預(yù)熱段恒溫槽、測試段恒溫槽和冷凝段恒溫槽，為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供熱交換。(a)(b)圖2-3實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Fig.2-3Experimentalsystem2.1.1預(yù)熱段預(yù)熱段為制冷劑提供測試段所需的入口干度，測試段入口干度（預(yù)熱段出口）是通過預(yù)熱段中水側(cè)的換熱量和制冷劑在入口狀態(tài)時的焓值進(jìn)行計(jì)算的。圖2-4為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的預(yù)熱段流程圖。

水平強(qiáng)化管外環(huán)空流動沸騰和冷凝傳熱實(shí)驗(yàn)研究16圖2-4預(yù)熱段Fig.2-4Preheatingsection預(yù)熱段主要由水浴恒溫槽、離心泵、電磁流量計(jì)、閥門、四線制鉑電阻、壓力傳感器等主要部件組成。為減少槽內(nèi)污垢的產(chǎn)生，預(yù)熱段恒溫槽內(nèi)的水采用去離子水代替自來水。根據(jù)實(shí)驗(yàn)工況要求，所需預(yù)熱段的水溫范圍在6~40℃之間.恒溫槽水箱通過PID系統(tǒng)精準(zhǔn)控制水溫，溫度精確到0.01，溫度波動在±0.1以內(nèi)。與電加熱方式相比，水浴加熱方式的優(yōu)勢為受熱更加均勻、安全性高；制冷動力由壓縮機(jī)提供。電磁流量計(jì)精確監(jiān)控與制冷劑換熱的水體積流量，離心泵為循環(huán)水提供流動動力，水流量的大小可通過閥門開合度調(diào)節(jié)。為盡可能減少熱量損失，保證數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，預(yù)熱段中各管道均作了發(fā)泡和保溫處理。2.1.2測試段測試段是整個系統(tǒng)的核心部分，其流程如圖2-5。測試段可以測量不同管型、材質(zhì)及不同直徑的實(shí)驗(yàn)管，通過定質(zhì)量流量或者定換熱量的方法得到某種特定工況下的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，進(jìn)而對其換熱特性和壓降特性進(jìn)行評價。測試段中的水浴恒溫槽由PID系統(tǒng)控制，控制精度精確到0.01，波動范圍在0.1℃以內(nèi)。在離心泵的作用下，水浴恒溫槽中的循環(huán)水流經(jīng)同心套管換熱器，與同心套管換熱器中另一側(cè)的制冷劑工質(zhì)進(jìn)行熱量交換，循環(huán)水的流量通過閥門的開合度控制。四線制鉑電阻用來采集溫度信息，并通過信號轉(zhuǎn)換輸出到采集終端。在測試段進(jìn)出口位置分別布置了壓力傳感器，用來采集壓力信息。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]R290微細(xì)通道流動沸騰摩擦壓降特性研究[J]. 馮光東,柳建華,王皓宇,何寬.  熱能動力工程. 2019(12)
[2]水平微肋管內(nèi)R410A的冷凝換熱特性[J]. 趙宇,劉荔.  建筑節(jié)能. 2019(09)
[3]R134a在微肋管內(nèi)流動冷凝換熱計(jì)算關(guān)聯(lián)式的改進(jìn)[J]. 李慶普,陶樂仁,吳生禮,毛舒適,張丹亭.  制冷學(xué)報. 2019(02)
[4]螺旋管內(nèi)R134a沸騰換熱特性試驗(yàn)研究[J]. 牛曉娟,袁懷杰,權(quán)琛,白博峰,趙亮.  工程熱物理學(xué)報. 2019(03)
[5]矩形通道內(nèi)沸騰換熱特性及可視化研究[J]. 張飛朋,郭晨海,張朝燭,顧萌.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2019(03)
[6]不銹鋼三維強(qiáng)化管內(nèi)的換熱和壓降特性[J]. 孫志傳,李蔚,閆曉龍,馬祥,陳偉,金春花,吳杰.  化工學(xué)報. 2018(S2)
[7]基于R410A制冷劑的強(qiáng)化管管外冷凝換熱特性試驗(yàn)[J]. 張愛鳳,郭瑞恒,李蔚.  機(jī)械制造. 2018(07)
[8]強(qiáng)化冷凝管外側(cè)制冷劑冷凝換熱試驗(yàn)分析與新計(jì)算方法研究[J]. 夏雨亮.  制冷與空調(diào). 2018(06)
[9]R134a水平微細(xì)管內(nèi)流動沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 丁楊,柳建華,葉方平,姜林林,鄂曉雪,吳昊.  制冷學(xué)報. 2015(01)
[10]R417A在水平雙側(cè)強(qiáng)化管外沸騰換熱研究[J]. 張定才,田松娜,冀文濤,趙安利,范曉偉,陶文銓.  制冷學(xué)報. 2014(03)

碩士論文
[1]內(nèi)螺紋管齒形參數(shù)與管內(nèi)蒸發(fā)強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 陳栩.浙江大學(xué) 2018
[2]R134a螺旋管內(nèi)流動沸騰換熱特性研究[D]. 孫宗保.山東大學(xué) 2007



本文編號：3431953