R134a在臥式螺旋管內(nèi)單相流動(dòng)和過冷流動(dòng)沸騰換熱特性研究.pdf

1、螺旋管因具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和污垢熱阻小等優(yōu)點(diǎn)，在高效蒸汽發(fā)生器和冷卻器、核反應(yīng)堆、石油化工、航天航空、微電子器件冷卻、先進(jìn)燃料電池系統(tǒng)冷卻以及制冷與低溫技術(shù)等領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。臥式螺旋管內(nèi)過冷流動(dòng)沸騰換熱過程由于離心力和二次流的作用比直管內(nèi)要復(fù)雜的多，因此，螺旋管內(nèi)過冷流動(dòng)沸騰換熱特性與機(jī)理研究是當(dāng)前兩相流與傳熱領(lǐng)域的重要課題之一。
　　 R134a是一種新型制冷劑，屬于氫氟烴類（簡稱HFC）。它的熱工性能接近R1

2、2(CFC12)，破壞臭氧層潛能值ODP為0，溫室效應(yīng)潛能值WGP為0.24-0.29，不易燃，無毒，無腐蝕作用，現(xiàn)被廣泛用于冰箱、冰柜和汽車空調(diào)系統(tǒng)，以代替R12。因此，對(duì)R134a在螺旋管內(nèi)過冷流動(dòng)沸騰換熱的研究，具有十分重要的學(xué)術(shù)研究意義以及工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文在搭建完成的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對(duì)R134a在臥式螺旋管內(nèi)單相流動(dòng)換熱特性和過冷流動(dòng)沸騰換熱特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，根據(jù)螺旋管內(nèi)流體流動(dòng)特點(diǎn)，運(yùn)用氣泡熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)以及過冷沸

3、騰換熱機(jī)理，分析了熱流密度、質(zhì)量流速以及進(jìn)口過冷度等因素對(duì)換熱系數(shù)的影響。
　　 在壓力0.42～0.46MPa，熱流密度1900～3000W/m2，質(zhì)量流速300～450kg/(m2·s)，入口過冷度7.2～8.9℃的參數(shù)范圍內(nèi)研究了R134a在臥式螺旋管單相流動(dòng)換熱特性，獲取了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、分析，得到如下結(jié)論:單相流動(dòng)時(shí)，沿截面圓周方向螺旋管壁面周向溫度在內(nèi)側(cè)θ=270°時(shí)壁溫最高，外側(cè)θ=90°時(shí)壁溫

4、最低，左右兩側(cè)的壁面溫度居中。單相流動(dòng)局部換熱系數(shù)隨著熱流密度和質(zhì)量流速增大而增大，但是隨著進(jìn)口過冷度的增加或者減小變化并不明顯。
　　 本文以134a為工質(zhì)，對(duì)臥式螺旋管內(nèi)過冷流動(dòng)沸騰換熱特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。過冷流動(dòng)沸騰實(shí)驗(yàn)參數(shù)范圍:壓力0.44～0.46MPa，熱流密度2500～5000W/m2，質(zhì)量流速300～450kg/m2·s)，入口過冷度7.0～9.2℃。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、分析，得到結(jié)論如下:沿截面圓周方向，螺旋