R410A在竖直短管内冷凝换热特性的实验研究

发布时间：2018-12-25 16:30

【摘要】：基于实验研究,探讨了制冷剂R410A饱和温度为38℃,质量流速范围为58～246kg m-2s-1,在内径为8.02mm和10.7mm,长度为300mm-600mm的竖直铜管内的冷凝换热特性。分析了质量流速、换热温差以及管几何参数对竖直短管内冷凝换热性能的影响。基于Nusselt理论,考虑了蒸气剪切力作用和竖直短管中的压降特性,建立了适用于竖直短管中的冷凝液膜模型。确定了不同边界条件下液膜厚度、蒸气冷凝速率和换热系数的沿程变化。 通过可视化方法,观察了R410A蒸气在竖直槽道内的冷凝流型随着质量流速的变化,为竖直管中的冷凝换热特性的分析提供了依据。膜状冷凝中,剪切力的作用扮演着重要的角色。质量流速较大时,液膜的波动频率较快而波动幅度较小,蒸气对界面的作用主要以减薄液膜为主,流型也逐渐接近于竖直管中的环状流。 竖直短管内冷凝换热实验发现,质量流速的增大,增大了蒸气冷凝速率,引起了整个壁面温度的升高。但界面蒸气剪切力作用的增强,减薄了冷凝液膜厚度,增强了换热性能。管长的改变对沿程液膜厚度以及冷凝速率的影响不大。管长越短入口段所占整个管长的比例越大,入口效应对冷凝换热的影响越大。另一方面,管长越短冷凝液在重力和蒸气剪切力作用下更容易排出管外。说明短管效应对冷凝换热的影响很显著。并根据实验数据给出了短管的广义定义。管径的增大不仅增大了换热面积,质量流速不变条件下也增大了蒸气冷凝速率。但由于面积的增大使得单位面积液膜的分布更薄,因此管径的增大增强了换热。温差是蒸气冷凝的驱动力。温差的增大引起了蒸气冷凝速率的增大,使液膜变厚增大了换热热阻,所以温差越大,换热性能越差。 在不同质量流速下,不同几何结构的光滑竖直短管内,蒸气冷凝压降较小。质量流速和管几何结构对冷凝压降的影响不大。 将实验数据与四个应用较为广泛的关联式的计算值进行了比较,发现这四种关联式预测值与实验值相比偏差较大。通过修正Chen[3]的关联式,建立了适用于竖直短管内的冷凝换热关联式,计算结果与实验值吻合较好。
[Abstract]:Based on the experimental study, the condensation heat transfer characteristics of the refrigerant R410A in a vertical copper tube with internal diameters of 8.02mm and 10.7mm and length of 300mm-600mm were investigated at a saturation temperature of 38 鈩，

本文编号：2391358