非均匀加热条件下螺旋管内流动沸腾换热特性

发布时间：2017-12-15 05:11

  本文关键词：非均匀加热条件下螺旋管内流动沸腾换热特性

  更多相关文章： 非均匀加热 卧式螺旋管 压降梯度 流动沸腾换热 关联式

【摘要】：螺旋管式换热器因具有传热性能好、效率高、制造工艺简单等优点,而被大量用于暖通空调、低温与制冷、生物医药、动力能源、石油化工、航空航天等行业中。目前对卧式螺旋管内两相流动沸腾换热的研究主要集中在螺旋管外壁面均匀热流或者恒定温度工况,而对螺旋管外壁面非均匀加热条件下的研究鲜有报道。本文以制冷剂R22为工质,在两种非均匀加热(外半周加热、内半周绝热,内半周加热、外半周绝热)和一种均匀加热(全周均匀加热)的条件下对卧式螺旋管内流动沸腾换热特性进行实验研究,考察了两种非均匀加热条件下的螺旋管内流动沸腾换热特性并得到了流动沸腾换热关联式。1.在质量流速为G=80kg/(m2s)~420kg/(m2s),管外加热的热流密度为q=2.990kW/m2~5.981 kW/m2,干度为0.12~0.53,三种不同加热条件下,对四种不同曲率(?=0.0672、?=0.0642、?=0.0369、?=0.0288)的卧式螺旋管进行实验研究。实验结果表明,螺旋管内流动沸腾的压降梯度随着质量干度的增大会明显增大;当系统的饱和压力减小时,压降梯度也明显的增大;非均匀的加热条件与均匀的加热条件下的压降梯度十分接近,但外半周加热、内半周绝热的条件下的压降梯度略高于其它两种加热工况。2.无论是均匀加热还是非均匀加热的条件下,四种不同曲率的螺旋管呈现共同的流动沸腾换热特性:在同等干度条件下,流动沸腾换热系数随着热流密度和质量流速的增大而增大。在质量流速、加热热流密度和干度一定的情况下,流动沸腾换热系数随着螺旋曲率的增大而增大。在三种不同的加热条件下的流动沸腾换热系数数值大小相差不大,但外半周加热、内半周绝热时管内流动沸腾换热系数最大;在干度较小时,内半周加热、外半周绝热条件下的流动沸腾换热系数要比全周均匀加热条件下的系数略大;在干度上升到某个值后,内半周加热、外半周绝热条件下的流动沸腾换热系数要比全周均匀加热条件下的系数略小。从整体上分析外半周加热、内半周绝热的条件下,螺旋管内的流动沸腾换热系数要比另外两种工况高出4%~10%。3.考虑非均匀加热的影响,回归得到了两种非均匀加热和全周均匀加热的工况下螺旋管内流动沸腾换热关联式。该式的计算值和实验值之间的平均绝对误差在两种非均匀加热条件下别为9.66%和8.47%,均匀加热条件下的平均绝对误差8.24%。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK124

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本文编号：1290726