低GWP工质HFO1234ze管外沸腾换热实验研究

发布时间：2020-06-26 15:30

【摘要】：制冷剂的替代问题已成为当今全球共同面临的难题,HFO1234ze作为新型制冷剂,由于较低的GWP值受到国内外学者关注,目前国内外对于HFO1234ze的研究中在管外沸腾传热的研究相对较少。本实验采用HFO1234ze作为实验工质,分别对HFO1234ze在光管和三根强化管(E43a、E44a、E45a)在工况温度为6±0.05℃和10±0.05℃进行管外沸腾实验,对实验数据进行整理分析,从而得到HFO1234ze在管外沸腾特性,主要结果如下:(1)在计算强化管内换热系数时,用Wilson热阻分离法,得到E43a(46fpi)的强化倍率为3.152,E44a(50fpi)的强化倍率为2.717,E45a(56fpi)的强化倍率为2.773。(2)管外换热系数随蒸发温度的升高而增大,在光管中蒸发温度对换热系数影响不大;在强化管中当热流密度小于40kWm.~(-2)时,蒸发温度对管外换热系数的影响较大,当热流密度大于40kWm.~(-2)时,蒸发温度对管外换热系数影响较小。(3)光管中,管外换热系数随热流密度的增大而增大;强化管中,管外换热系数随热流密度的增大先增大后减小,再增大;在实验热流密度范围内,当热流密度为40-60kWm.~(-2)之间,管外换热系数最大。(4)在试验范围内,相同热流密度下,实验数据基本呈现管外沸腾换热系数E45a(56fpi)E44a(50fpi)E43a(46fpi)光管。当工况温度为6℃,热流密度为50kWm.~(-2)时,光管的管外换热系数为8.3kW/m~2.K~(-1),E43a的管外换热系数为15.9kW/m~2.K~(-1),E44a的管外换热系数为19.5kW/m~2.K~(-1),E45a的管外换热系数为19.6kW/m~2.K~(-1),表明强化管外换热系数与管外肋密度呈正相关关系,随肋密度的增大而增大。(5)在蒸发温度为6±0.05℃和10±0.05℃,管外热阻均明显大于管内热阻,因此改善管外换热在总传热上面具有重要意义,强化管外沸腾换热,减小管外热阻,对增大总传热系数具有很大意义。(6)在实验分析基础上,提出纯工质在强化管外沸腾换热关联式,并用文献的实验值与预测值之间进行比较分析,分析结果表明两者的差值在±20%以内,可以为之后的沸腾换热研究提供参考。
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK124
【图文】：

核沸腾,表面

文，其之间的相互影响也会随之增加。量的因素主要有换热表面的粗糙度，壁面的过热度触角。所以加强沸腾换热的重点在于改变影响汽下列方法：对换热表面进行特殊处理法、机械搅拌法和在沸腾液体中加添加剂法[25]。这些方法的本心。Milton申请了弥尔顿专利[26]，研究烧结型表面多孔置，在该装置中，应用了多孔结构，增加了汽化核得到了很多倍的提高。专利[27],[ 28]发明了一种新型的沸腾表面结构，在该每根齿均弯曲形成条缝，并且这些弯曲条缝距离凹槽就成为汽化核心，强化传热。其剖面如下图

翅片管

热系数比光管相比也得到了很多倍的提高。1972 年的 Webb 专利[27],[ 28]发明了一种新型的沸腾表面结构，在该结构中，保持相邻齿之间分开，且每根齿均弯曲形成条缝，并且这些弯曲条缝距离小于两齿根的距离。这些条缝型凹槽就成为汽化核心，强化传热。其剖面如下图 1.1 所示。图 1. 1 Webb 核沸腾表面Wieland-Werke AG 公司在1978 年开发的的T型翅片管也被广泛应用，图1. 2中三种管分别为 GEWA-T、GEWA-TX、GEWA-TXY。这些管表面都有多个 T 型翅片，这些翅片能够使汽化核心增加，同时增加换热面积，具有优良的传热性能[29]。

【参考文献】