人字形微翅片管和漣漪紋管對(duì)流蒸發(fā)和冷凝的傳熱機(jī)理研究.pdf

1、在過去的幾十年里，強(qiáng)化傳熱技術(shù)有了很大的發(fā)展。強(qiáng)化傳熱技術(shù)，能夠提高換熱設(shè)備的效率，減小重量和體積。不過隨著工業(yè)不斷的發(fā)展，對(duì)于傳熱技術(shù)的要求也越來越高，需要對(duì)強(qiáng)化傳熱技術(shù)進(jìn)行更多的研究。另外，隨著人們對(duì)于環(huán)境問題越來越多的關(guān)注，尋找新一代制冷工質(zhì)來替代有溫室效應(yīng)的制冷劑，也迫在眉睫。
　　本文對(duì)光管、人字形微翅片管和漣漪紋管三種銅管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，銅管的外徑是12.7mm，內(nèi)徑是11.43mm，實(shí)驗(yàn)測(cè)量的單管長(zhǎng)度是1.9m，換熱

2、工質(zhì)采用R22，R410A和R32三種不同制冷劑。
　　單相實(shí)驗(yàn)采用R22為換熱工質(zhì)，制冷劑的飽和溫度為49℃，制冷劑質(zhì)量流速為130-246.8kg/(m2s)，熱流量為6.43-14.9kW/m2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光管的單相換熱系數(shù)最低。人字形微翅片管的單相換熱系數(shù)明顯高于光管，為光管的1.16-1.35倍。漣漪紋管的單相換熱系數(shù)最高，是光管的1.75-1.95倍。光管的單相換熱系數(shù)明顯比Gnielinski關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)值要高出

3、很多，是關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)值的1.24-1.31倍。光管內(nèi)的單相壓降最低，人字形微翅片管的壓降比光管要大，隨著雷諾數(shù)的增大，人字形微翅片管與光管的壓降趨于接近。漣漪紋管的壓降最高，是光管的2.14-2.70倍。漣漪紋管的綜合性能因子是1.34-1.40，說明漣漪紋管的綜合性能是很好的，人字形微翅片管的綜合性能因子是0.91-1.37。
　　冷凝實(shí)驗(yàn)采用R22，R410A和R32為換熱工質(zhì)，質(zhì)量流速為56.2-178.5 kg/(m2s)，

4、熱流密度為9.9-30.4kW/m2。其中R22和R410A的冷凝飽和溫度為47℃，進(jìn)出口干度分別是0.8和0.2；R32的冷凝飽和溫度為45℃，進(jìn)出口干度分別是0.8和0.1。光管的冷凝換熱系數(shù)最低，人字形微翅片管的冷凝換熱系數(shù)最高，大約是光管的2.3-3.2倍。漣漪紋管的冷凝換熱系數(shù)大約是光管的1.3-2.0倍。采用光管內(nèi)冷凝換熱關(guān)聯(lián)式對(duì)光管實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，關(guān)聯(lián)式分別采用：Haraguchi關(guān)聯(lián)式，Shah關(guān)聯(lián)式，Dobson和C

5、hato關(guān)聯(lián)式和Cavallini關(guān)聯(lián)式。對(duì)人字形微翅片管內(nèi)冷凝換熱系數(shù)也和關(guān)聯(lián)式進(jìn)行對(duì)比，關(guān)聯(lián)式采用：Kedzierski和Goncalves關(guān)聯(lián)式，Cavallini關(guān)聯(lián)式和Olivier關(guān)聯(lián)式。并且對(duì)三種制冷劑的換熱系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，分析不同制冷劑的換熱效果。
　　蒸發(fā)換熱實(shí)驗(yàn)采用了三種不同的制冷劑，分別是R22，R410A以及R32，制冷劑的蒸發(fā)飽和溫度選取6℃。其中，制冷劑R22和R410A的進(jìn)出口干度分別是0.1和0.9，

6、制冷劑R32的進(jìn)出口干度分別是0.1和0.8。制冷劑的質(zhì)量流速為53.1-140.9kg/(m2s)，熱流密度為13.9–36kW/m2。光管內(nèi)蒸發(fā)換熱系數(shù)是最低的。漣漪紋管的蒸發(fā)換熱系數(shù)是最高的，人字形微翅片管的蒸發(fā)換熱系數(shù)介于光管和漣漪紋管之間。采用 Wojtan提出的流型分析方法對(duì)蒸發(fā)過程的流型進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)過程處于彈狀流+分層流/波狀流和分層流/波狀流區(qū)域，并沒有達(dá)到環(huán)形流的狀態(tài)。另外對(duì)光管內(nèi)的蒸發(fā)換熱系數(shù)采用修正的Wo