基于流型的水平微细光管内R32流动沸腾换热与压降模型

发布时间：2018-06-25 15:55

  本文选题：R32 + 流动沸腾　； 参考：《清华大学》2015年硕士论文

【摘要】：R32作为R22的替代工质之一,具有环保、安全、流动和传热性能优异,易于获得和工程使用等优点。微细通道换热效率高,被广泛应用于各个领域。R32在微细通道中的流动沸腾流动和传热特性与常规通道中有着显著差异。因此,对R32在微细通道中流动的两相流流型、换热特性、压降特性研究具有重要的理论意义及实用价值。本文主要工作如下:实验研究了R32在内径1 mm和2 mm的水平微细光滑圆管内的流动沸腾特性,包括气液两相流流型、换热特性、摩擦压降特性。实验工况为质流密度50~600kg/m2s、热流密度10~30 kW/m2、饱和温度10~20℃、干度0.03~0.98。得到主要结果与结论如下:得到了R32在水平微细光滑圆管中的典型流型及分布,建立了实验流型图。观察到六种典型流型:弹状流、搅拌流、环状流、蒸干、雾状流、分层流。弹状流区随质流密度的减小和热流密度、饱和温度、管径的增大而增大;环状流区随质流密度、热流密度、饱和温度、管径的增大而减小;雾状流区随质流密度、热流密度、饱和温度的增大和管径的减小而增大。基于Costa-Patry等模型、Ong等模型、Cheng等模型、Zurcher等模型建立的流型图对97%的实验流型预测准确。得到了R32在水平微细光滑圆管中的换热特性,建立了基于流型的换热系数模型。中高质流密度下,换热系数随干度增大而增大,进入蒸干区后迅速下降,进入雾状流区后稳定在较低水平;低质流密度下,换热系数随干度增大而略有减小,进入蒸干区后加速减小,进入雾状流区后保持稳定。换热系数随质流密度、热流密度、饱和温度的增大和管径的减小而增大。起始蒸干干度随质流密度、热流密度、饱和温度的增大和管径的减小而减小。基于Kattan-Thome-Favrat等模型提出的换热模型对96%的数据组数据预测偏差在±25%以内。得到了R32在水平微细光滑圆管中的摩擦特性,建立了基于流型的摩擦压降模型。中高质流密度下,摩擦压降随干度增大迅速增大,进入雾状流区后减小;低质流密度下,摩擦压降随干度增大而缓慢增大,进入雾状流区后小幅减小。摩擦压降随质流密度、热流密度的增大和饱和温度、管径的减小而增大。基于Moreno Quibén等模型提出的摩擦压降模型对89%的数据组数据预测偏差在±25%以内。
[Abstract]:As one of the alternative working fluids of R22, R32 has the advantages of environmental protection, safety, excellent flow and heat transfer performance, easy to obtain and engineering use. The flow boiling flow and heat transfer characteristics of micro channel are different from those of conventional channel because of their high heat transfer efficiency and are widely used in various fields. Therefore, it is of great theoretical significance and practical value to study the two-phase flow patterns, heat transfer characteristics and pressure drop characteristics of R32 flow in microchannels. The main work of this paper is as follows: the flow boiling characteristics of R32 in 1 mm and 2 mm horizontal smooth tubes are investigated experimentally, including gas-liquid two-phase flow patterns, heat transfer characteristics and friction pressure drop characteristics. The experimental conditions are as follows: mass flow density is 50 ~ 600kg / m ~ (2) s, heat flux is 1030 kW / m ~ (2), saturation temperature is 1020 鈩，

本文编号：2066602