二氧化碳微通道平行流氣冷器流量分配特性研究.pdf

1、隨著節(jié)能減排、環(huán)境友好的呼聲越來越高，尋找可替代破壞環(huán)境、造成溫室效應(yīng)的制冷工質(zhì)已經(jīng)成為一大研究熱點，二氧化碳作為自然工質(zhì)，特別是在超臨界狀態(tài)下，流動及傳熱性能優(yōu)良，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。國內(nèi)外學(xué)者在超臨界二氧化碳傳熱領(lǐng)域的研究很多，對于應(yīng)用較多的超臨界CO2平行流氣冷器的流動研究較少，本文綜合應(yīng)用數(shù)值模擬、正交實驗設(shè)計及實驗研究的方法，對超臨界二氧化碳平行流氣冷器內(nèi)部流量分配特性進(jìn)行了分析研究，論文主要的研究內(nèi)容及結(jié)果包括：

2、　?。?）本文結(jié)合物性軟件REFPROP得到二氧化碳超臨界區(qū)域的物性，總結(jié)了幾種不同參數(shù)隨溫度的變化曲線，發(fā)現(xiàn)基本的變化趨勢一致，在臨界點附近變化最為劇烈。溫度一定時，壓力越大對應(yīng)的值越大；而在一定的壓力下，隨著溫度的升高，曲線逐漸平緩。
　?。?）數(shù)值模擬與正交實驗設(shè)計法結(jié)合研究氣冷器流量分配特性，首先列出影響內(nèi)部流量分配的幾個重要的因素：扁管與集流管組合深度、扁管長度、扁管排數(shù)、扁管間距、微通道孔徑、微通道孔數(shù)，選取水平數(shù)和考

3、察指標(biāo)，查閱相關(guān)正交表，確定不同組合形式，共24組，在ANSYS軟件中分別建立整體氣冷器模型隨后進(jìn)行計算，結(jié)果表明：對于總的流量分配不均度而言，各因素的影響主次為扁管間距＜微通道孔數(shù)＜扁管排數(shù)＜組合深度＜扁管長度＜微通道孔徑；對于進(jìn)出口壓降而言，各因素的主次為組合深度＜扁管長度＜扁管間距＜微通道孔數(shù)＜扁管排數(shù)＜微通道孔徑。兼顧總的流量不均度和進(jìn)出口壓降兩個指標(biāo)，根據(jù)綜合平衡法分析，在本文參數(shù)范圍內(nèi)，總的流量分配不均勻是主要考慮問題，最優(yōu)

4、組合為組合深度0.4，扁管長度200mm，扁管排數(shù)8，扁管間距9.0mm，微通道孔徑0.6mm，微通道孔數(shù)9。
　?。?）比較分析不同型式的集流管對微通道整體流量分配的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，集流管為 D型結(jié)構(gòu)的微通道氣冷器流量分配最為均勻，比較了不同當(dāng)量直徑的D型集流管，當(dāng)量直徑為13.3mm的D型管更適合用于提高流量分配性能。并將不同進(jìn)口壓力、進(jìn)口溫度、進(jìn)口質(zhì)量流量下的氣冷器內(nèi)部流量分配情況進(jìn)行對比，分析表明，壓力和溫度對流量分配的均