水平微细管道内R717沸腾换热特性研究
发布时间：2021-02-02 22:42
搭建了氨（R717）沸腾换热测试台,对内径3 mm水平光管内R717的沸腾换热特性进行了测试,分析热流密度、干度、饱和温度及质量流率对沸腾换热及换热方式的影响。实验热流密度15～40 kW/m2,质量流率40～160 kg/（m2·s）,饱和温度-5、0和5℃,干度0.1～0.9。结果表明:在氨制冷剂管内沸腾换热的过程中,质量流率过低和热流密度过高会导致干涸传热恶化,换热形式由核态沸腾换热向气态氨制冷剂强制对流换热转变,同时也影响干涸的起始干度;在干涸发生前,沸腾换热系数随着干度的增加而增大,逐渐达到峰值;在干涸发生后,传热恶化导致换热系数急剧降低;饱和温度升高会加快核态沸腾气泡生成速率,强化沸腾换热,但干涸的起始干度随着饱和温度升高而降低。
【文章来源】：热能动力工程. 2020,35(08)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
实验原理
考虑到实验的可操作性及氨的物理性质,实验测试工况范围确定为:热流密度15～40 kW/m2,质量流率40～160 kg/(m2·s),饱和温度-5、0和5 ℃,干度0.1～0.9。2 实验数据处理
氨制冷剂的饱和温度与换热系数的变化关系如图4所示。在干涸发生之前,换热系数随饱和温度升高而增加,当饱和温度-5 ℃分别上升到0和5 ℃时,对应的最大换热系数分别增加16%和28%,而且饱和温度与干涸的起始干度呈负相关,即干涸发生的起始干度随着饱和温度升高而降低。在干涸发生后,饱和温度升高则传热恶化越严重,相应的换热系数下降速度越快,饱和温度0和5 ℃对应的换热系数下降速度分别比饱和温度为-5 ℃时快25%和39%。其原因是饱和温度与氨制冷剂的物性有关,物性变化如表3所示,饱和温度升高会导致制冷剂液体黏度降低和蒸汽黏度升高,液体黏度降低使液膜更容易破裂,蒸汽黏度升高则会抑制液膜破裂。随着饱和温度升高,液体黏度的下降速度要高于蒸汽黏度的上升速度,导致液气黏度比降低。由于饱和温度仅与饱和压力有关,饱和温度升高则饱和压力也相应升高,饱和压力升高使液气密度比减小。在质量流率不变的情况下,由于蒸汽密度增加,使得测试段内气液两相流速下降,进而导致测试段沿程阻力减小[16]。当其他测试条件相同时,饱和温度升高使液气黏度比减小、密度比均减小,导致液膜更容易破裂,气泡更容易从管内壁面上脱离,气泡的生成速率加快,汽化核心增加,进而强化核态沸腾。但当气泡生成速率过快,超过某一临界值时,导致液膜破裂速度过快,而且气泡分离过程中又容易夹带氨制冷剂液滴,更容易发生干涸,因此干涸的起始干度随饱和温度的升高而降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水平细通道内CO2流动沸腾换热流态特性实验研究[J]. 张良,柳建华,吴清清,姜林林,赵越. 制冷学报. 2019(03)
[2]微细圆管内CO2两相沸腾换热实验研究[J]. 姜林林,柳建华,张良,徐小进. 热能动力工程. 2018(09)
[3]R717在小管径水平光管内流动沸腾换热及压降特性[J]. 高玉平,邵双全,司春强,田长青. 制冷学报. 2018(04)
[4]R717管内流动沸腾传热关系式评价分析[J]. 王昊,方贤德,王润,马春香. 流体机械. 2015(04)
[5]空调器中采用小管径的影响分析及研发思路[J]. 任滔,丁国良,韩维哲,高屹峰,郑永新,宋吉. 制冷技术. 2012(01)
[6]氨制冷技术研究进展[J]. 申江,张于峰,李林,孙欢. 化工学报. 2008(S2)
本文编号：3015486
【文章来源】：热能动力工程. 2020,35(08)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
实验原理
考虑到实验的可操作性及氨的物理性质,实验测试工况范围确定为:热流密度15～40 kW/m2,质量流率40～160 kg/(m2·s),饱和温度-5、0和5 ℃,干度0.1～0.9。2 实验数据处理
氨制冷剂的饱和温度与换热系数的变化关系如图4所示。在干涸发生之前,换热系数随饱和温度升高而增加,当饱和温度-5 ℃分别上升到0和5 ℃时,对应的最大换热系数分别增加16%和28%,而且饱和温度与干涸的起始干度呈负相关,即干涸发生的起始干度随着饱和温度升高而降低。在干涸发生后,饱和温度升高则传热恶化越严重,相应的换热系数下降速度越快,饱和温度0和5 ℃对应的换热系数下降速度分别比饱和温度为-5 ℃时快25%和39%。其原因是饱和温度与氨制冷剂的物性有关,物性变化如表3所示,饱和温度升高会导致制冷剂液体黏度降低和蒸汽黏度升高,液体黏度降低使液膜更容易破裂,蒸汽黏度升高则会抑制液膜破裂。随着饱和温度升高,液体黏度的下降速度要高于蒸汽黏度的上升速度,导致液气黏度比降低。由于饱和温度仅与饱和压力有关,饱和温度升高则饱和压力也相应升高,饱和压力升高使液气密度比减小。在质量流率不变的情况下,由于蒸汽密度增加,使得测试段内气液两相流速下降,进而导致测试段沿程阻力减小[16]。当其他测试条件相同时,饱和温度升高使液气黏度比减小、密度比均减小,导致液膜更容易破裂,气泡更容易从管内壁面上脱离,气泡的生成速率加快,汽化核心增加,进而强化核态沸腾。但当气泡生成速率过快,超过某一临界值时,导致液膜破裂速度过快,而且气泡分离过程中又容易夹带氨制冷剂液滴,更容易发生干涸,因此干涸的起始干度随饱和温度的升高而降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水平细通道内CO2流动沸腾换热流态特性实验研究[J]. 张良,柳建华,吴清清,姜林林,赵越. 制冷学报. 2019(03)
[2]微细圆管内CO2两相沸腾换热实验研究[J]. 姜林林,柳建华,张良,徐小进. 热能动力工程. 2018(09)
[3]R717在小管径水平光管内流动沸腾换热及压降特性[J]. 高玉平,邵双全,司春强,田长青. 制冷学报. 2018(04)
[4]R717管内流动沸腾传热关系式评价分析[J]. 王昊,方贤德,王润,马春香. 流体机械. 2015(04)
[5]空调器中采用小管径的影响分析及研发思路[J]. 任滔,丁国良,韩维哲,高屹峰,郑永新,宋吉. 制冷技术. 2012(01)
[6]氨制冷技术研究进展[J]. 申江,张于峰,李林,孙欢. 化工学报. 2008(S2)
本文编号：3015486
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