不同供液方式下蒸发器管内流体特性的可视化研究
发布时间：2021-06-09 01:33
在节能减排的大趋势下,强化蒸发器换热对制冷系统的优化有重要意义,实验设置玻璃管蒸发器可视化实验台,对比研究直接膨胀供液与重力供液两种不同供液方式的制冷系统,分析其系统性能、换热性能,蒸发器管内流体流型。实验装置改进了原有的玻璃管蒸发器的法兰连接处,从而解决了以往泄漏的问题,同时在相同工况下,研究不同过热度对直接膨胀供液系统的系统性能及换热性能的影响,并增加热流计测量沿管长方向热流量变化,实验结果更充分。两种供液方式制冷系统所处工况均为:-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃,其中直接膨胀系统每个工况取三种过热度分别为:0℃、5℃、10℃。利用热电偶测各测点温度、压力变送器测量压缩机吸排气压力、热流计测量沿管长方向热流量变化、可视化摄像仪拍摄玻璃管蒸发器管内流体流动状态、热平衡法测量系统制冷量。对重力供液制冷系统的传热系数进行模拟计算,其中空气侧选择横掠单管换热系数计算公式,制冷剂侧选择5种关联式分别为:Shah关联式、Kandikar关联式、Gungor和Winterton关联式、Lui和Winterton关联式、J.Chawla关联式。空气侧计算公式、管壁导热公式及制冷...
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竖直上升不加热管中的流型
第二章气液两相流及可视化理论基础14图2-2竖直上升加热管中流型Fig2-2Flowpatterninverticalupwardheatingtube2.2.3竖直下降管中两相流流型竖直下降管中两相流流型如图2-3[47]，相比竖直上升中两相流流型，泡状流在竖直下降过程中气泡分布在中心位置，而竖直上升过程气泡分布在整个流道截面中，下降过程中的弹状流相对于竖直上升过程更稳定。在竖直下降管中环状流有不同形式，一种情况，气相和液相流量都很小时，一层液膜环绕流体流道四周做下降流动，流体流道中心区域为气相，称为下降液膜流型，另一种情况：液相流量增加，气相被裹挟进入液膜中，称之为带气泡的下降液膜流型。当液相和气相的流量进一步增加，形成块状流。当气相流量较高时一层薄液膜环绕管壁四周，中心为雾状流动，称之为雾式环状流型。(a)泡状流；(b)弹状流；(c)下降液膜流；(d)带气泡的下降液膜流；(e)块环状流；(f)雾式环状流型图2-3竖直下降管中的流型Fig.2-3Flowpatterninverticaldescenttube
第二章气液两相流及可视化理论基础152.2.4水平不加热管中流型由于液体重力作用及气体浮力作用，水平管中流体流型与竖直管中流体流型是有差别的，根据Oshinowo[47]的划分原则，水平不加热管中流型如图2-4所示：1、泡状流水平管中流体泡状流与竖直管中流体泡状流近似，但水平管中气泡分布趋向于管道上部，气泡分布与流速相关，流速较高时，气泡分布相对均匀。2、塞状流气体含量增多后，小气泡汇集成大气塞，气塞状气泡同样趋向分布在管道上部，气塞通常长度较长，气塞尾部往往伴随小气泡。3、分层流管内流速较低，流体受重力作用形成分层流，中上部区域为气相，而液相流体在流道下部区域流动，气、液两相之间存在一个较光滑的交界面。4、波状流当分层流中气相流体流速增加时，气相与液相的交界面产生波动，这种波动沿流动方向传播，称此种流型为波状流。5、弹状流如果气相速度在波状流基础上继续增加，产生的波动会使液相触碰到管道顶部，液相之间相连，液相包裹气相形成气弹，此时称之为弹状流，大气弹分布在流道上部空间，在上部空间进行高速流动，而流道下部空间为波状液流底层。6、环状流水平管道环状流与竖直管道环状流气液相分布大体相似，只是由于重力原因，下管壁液膜相对于上管壁液膜较厚，气相分布在管道中心，此时气相流速较高，同时该流型，在管壁面较粗糙时，液面可能不连续。图2-4水平不加热管中的流型Fig.2-4Flowpatterninhorizontalunheatedtube
【参考文献】：
期刊论文
[1]重力再循环蒸发器与直接膨胀蒸发器的实验性能研究[J]. 刘亚哲,臧润清. 低温与超导. 2013(12)
[2]一些通用流动沸腾预估关联式在几种单质上的适用性[J]. 陈东升,石玉美,高志谦. 制冷学报. 2013(03)
[3]变制冷剂流量制冷循环性能与气液两相流流型的研究[J]. 陶宏,陶乐仁,郑志皋,王金锋,黄理浩. 上海理工大学学报. 2009(06)
[4]结霜工况下重力供液与直接膨胀供液制冷系统运行特性[J]. 孙志利,臧润清,马玉草. 低温与超导. 2009(07)
[5]再循环重力供液制冷系统实验[J]. 孙志利,臧润清. 低温工程. 2008(06)
[6]冷库制冷系统的节能分析[J]. 张永桂,潘春园,张文虎,李伟. 流体机械. 2008(07)
[7]纯质制冷剂沸腾换热系数的实验关联式的比较[J]. 王敏. 山西建筑. 2007(34)
[8]差压流量计的发展现状[J]. 吴小平. 常州工学院学报. 2007(04)
[9]制冷系统的膨胀方式与供液方式的理论分析[J]. 万金庆,王秀芬. 四川制冷. 1997(03)
[10]制冷装置超倍供液系统的最佳循环倍率[J]. 臧润清,车晶. 制冷学报. 1994(03)
博士论文
[1]压缩式制冷系统临界稳定分析、优化与控制[D]. 尚羽佳.天津大学 2017
硕士论文
[1]动量式流量计流场特性和测量性能的研究[D]. 赖俊.山东大学 2017
[2]超声流量计流场分析及导波流量检测方法研究[D]. 宋振华.北京工业大学 2017
[3]重力再循环冷风机的结构与性能研究[D]. 赵东.天津商业大学 2015
[4]低温工况再循环重力供液蒸发器性能可视化研究[D]. 刘旭升.天津商业大学 2012
[5]气液两相流管道振动特性研究[D]. 谢超.中国石油大学 2010
[6]制冷剂管内强制对流换热的可视化研究[D]. 孙志利.天津商业大学 2010
[7]冷库重力供液制冷系统的理论与实验研究[D]. 李星.天津商业大学 2008
[8]再循环蒸发器的理论与实验研究[D]. 张枫.天津商业大学 2007
[9]R290与R404A内螺纹管中沸腾换热研究[D]. 韩晓霞.西安建筑科技大学 2004
[10]蒸发器的动态特性仿真[D]. 张信安.大连海事大学 2001
本文编号：3219638
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竖直上升不加热管中的流型
第二章气液两相流及可视化理论基础14图2-2竖直上升加热管中流型Fig2-2Flowpatterninverticalupwardheatingtube2.2.3竖直下降管中两相流流型竖直下降管中两相流流型如图2-3[47]，相比竖直上升中两相流流型，泡状流在竖直下降过程中气泡分布在中心位置，而竖直上升过程气泡分布在整个流道截面中，下降过程中的弹状流相对于竖直上升过程更稳定。在竖直下降管中环状流有不同形式，一种情况，气相和液相流量都很小时，一层液膜环绕流体流道四周做下降流动，流体流道中心区域为气相，称为下降液膜流型，另一种情况：液相流量增加，气相被裹挟进入液膜中，称之为带气泡的下降液膜流型。当液相和气相的流量进一步增加，形成块状流。当气相流量较高时一层薄液膜环绕管壁四周，中心为雾状流动，称之为雾式环状流型。(a)泡状流；(b)弹状流；(c)下降液膜流；(d)带气泡的下降液膜流；(e)块环状流；(f)雾式环状流型图2-3竖直下降管中的流型Fig.2-3Flowpatterninverticaldescenttube
第二章气液两相流及可视化理论基础152.2.4水平不加热管中流型由于液体重力作用及气体浮力作用，水平管中流体流型与竖直管中流体流型是有差别的，根据Oshinowo[47]的划分原则，水平不加热管中流型如图2-4所示：1、泡状流水平管中流体泡状流与竖直管中流体泡状流近似，但水平管中气泡分布趋向于管道上部，气泡分布与流速相关，流速较高时，气泡分布相对均匀。2、塞状流气体含量增多后，小气泡汇集成大气塞，气塞状气泡同样趋向分布在管道上部，气塞通常长度较长，气塞尾部往往伴随小气泡。3、分层流管内流速较低，流体受重力作用形成分层流，中上部区域为气相，而液相流体在流道下部区域流动，气、液两相之间存在一个较光滑的交界面。4、波状流当分层流中气相流体流速增加时，气相与液相的交界面产生波动，这种波动沿流动方向传播，称此种流型为波状流。5、弹状流如果气相速度在波状流基础上继续增加，产生的波动会使液相触碰到管道顶部，液相之间相连，液相包裹气相形成气弹，此时称之为弹状流，大气弹分布在流道上部空间，在上部空间进行高速流动，而流道下部空间为波状液流底层。6、环状流水平管道环状流与竖直管道环状流气液相分布大体相似，只是由于重力原因，下管壁液膜相对于上管壁液膜较厚，气相分布在管道中心，此时气相流速较高，同时该流型，在管壁面较粗糙时，液面可能不连续。图2-4水平不加热管中的流型Fig.2-4Flowpatterninhorizontalunheatedtube
【参考文献】：
期刊论文
[1]重力再循环蒸发器与直接膨胀蒸发器的实验性能研究[J]. 刘亚哲,臧润清. 低温与超导. 2013(12)
[2]一些通用流动沸腾预估关联式在几种单质上的适用性[J]. 陈东升,石玉美,高志谦. 制冷学报. 2013(03)
[3]变制冷剂流量制冷循环性能与气液两相流流型的研究[J]. 陶宏,陶乐仁,郑志皋,王金锋,黄理浩. 上海理工大学学报. 2009(06)
[4]结霜工况下重力供液与直接膨胀供液制冷系统运行特性[J]. 孙志利,臧润清,马玉草. 低温与超导. 2009(07)
[5]再循环重力供液制冷系统实验[J]. 孙志利,臧润清. 低温工程. 2008(06)
[6]冷库制冷系统的节能分析[J]. 张永桂,潘春园,张文虎,李伟. 流体机械. 2008(07)
[7]纯质制冷剂沸腾换热系数的实验关联式的比较[J]. 王敏. 山西建筑. 2007(34)
[8]差压流量计的发展现状[J]. 吴小平. 常州工学院学报. 2007(04)
[9]制冷系统的膨胀方式与供液方式的理论分析[J]. 万金庆,王秀芬. 四川制冷. 1997(03)
[10]制冷装置超倍供液系统的最佳循环倍率[J]. 臧润清,车晶. 制冷学报. 1994(03)
博士论文
[1]压缩式制冷系统临界稳定分析、优化与控制[D]. 尚羽佳.天津大学 2017
硕士论文
[1]动量式流量计流场特性和测量性能的研究[D]. 赖俊.山东大学 2017
[2]超声流量计流场分析及导波流量检测方法研究[D]. 宋振华.北京工业大学 2017
[3]重力再循环冷风机的结构与性能研究[D]. 赵东.天津商业大学 2015
[4]低温工况再循环重力供液蒸发器性能可视化研究[D]. 刘旭升.天津商业大学 2012
[5]气液两相流管道振动特性研究[D]. 谢超.中国石油大学 2010
[6]制冷剂管内强制对流换热的可视化研究[D]. 孙志利.天津商业大学 2010
[7]冷库重力供液制冷系统的理论与实验研究[D]. 李星.天津商业大学 2008
[8]再循环蒸发器的理论与实验研究[D]. 张枫.天津商业大学 2007
[9]R290与R404A内螺纹管中沸腾换热研究[D]. 韩晓霞.西安建筑科技大学 2004
[10]蒸发器的动态特性仿真[D]. 张信安.大连海事大学 2001
本文编号：3219638
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