水平强化管和光滑管外环空侧流动沸腾和冷凝换热特性研究

发布时间：2021-08-23 11:25

　　制冷设备在诸多域得到了广泛应用。为了开发低能耗、低排放的换热设备并减少占地面积,以获得更高的传热系数,表面强化管的应用逐渐成为提高换热器效率的主要途径之一。为了探究强化管外表面结构对两相强制对流换热特性的影响,本文利用已搭建好的实验台对制冷剂R410A分别在一根光滑管和三种不同的外表面强化管外的环形区域内进行了饱和温度分别为38°C、6°C以及45°C的单相、流动沸腾和冷凝换热实验研究。测试管外径均为19 mm且外强化表面具有微孔（No.1）、集成翅片（No.2）和独立小凸台（No.3）结构。对于流动沸腾传热,微孔管的传热系数远高于其它管（约为光滑管的2.52-2.64倍）。由于传热恶化,光滑管的性能优于小凸台管。基于Gungor and Winterton关联式的修正可在±10%的误差范围内预测实验传热系数。此外,还对微孔管在不同平均干度下的传热特性进行了实验和分析。通过引入效率指数（η）表明微孔管以其突出的换热性能是环空侧流动沸腾应用的良好选择。对于冷凝传热,由于受到不同表面结构,以及重力和表面张力的共同影响,三根强化管外制冷剂冷凝传热系数随制冷剂质量流速的变化趋势各不相同且换热性... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 管内蒸发和冷凝研究现状
        1.2.2 管外池沸腾、降膜蒸发和膜状冷凝研究现状
        1.2.3 管外流动沸腾和冷凝研究现状
    1.3 本文研究内容
2 实验台介绍
    2.1 实验系统及主要实验设备介绍
        2.1.1 预热段
        2.1.2 实验段
    2.2 实验段套管换热器的设计和制作
    2.3 实验台测试范围及精度
    2.4 实验测试管型
    2.5 实验数据处理方法
    2.6 实验系统误差分析
    2.7 本章小结
3 换热管外单相换热性能及水侧强化传热比的测定
    3.1 单相实验工况的确定
    3.2 单相实验操作步骤
    3.3 光滑管外单相换热实验
        3.3.1 实验热平衡分析
        3.3.2 实验系统可靠性分析
    3.4 强化管外单相换热及Wilson实验
        3.4.1 实验工况确定及Wilson实验操作步骤
        3.4.2 实验热平衡分析
        3.4.3 强化管水侧强化传热比的测定结果
        3.4.4 单相换热系数及压降结果分析
    3.5 本章小结
4 换热管外流动沸腾换热性能研究
    4.1 流动沸腾换热实验工况确定
    4.2 实验操作步骤
    4.3 结果与分析
        4.3.1 流动沸腾换热实验热平衡分析
        4.3.2 流动沸腾换热系数及摩擦压降结果分析
        4.3.3 不同平均干度对流动沸腾换热系数及摩擦压降的影响
    4.4 流动沸腾换热系数关联式拟合
    4.5 流动沸腾换热性能评价
    4.6 本章小结
5 换热管外冷凝换热性能研究
    5.1 冷凝换热实验工况确定
    5.2 实验操作步骤
    5.3 结果与分析
        5.3.1 冷凝换热实验热平衡分析
        5.3.2 冷凝换热系数及摩擦压降结果分析
    5.4 冷凝换热系数关联式拟合
    5.5 冷凝换热性能评价
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表和完成论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于R410A制冷剂的强化管管外冷凝换热特性试验[J]. 张爱凤,郭瑞恒,李蔚.  机械制造. 2018(07)
[2]不同强化换热管内流动沸腾换热特性对比[J]. 唐苇羽,陈景祥,韩锦程,何燕,李蔚,刘志春.  浙江大学学报(工学版). 2018(06)
[3]R134a在水平管外降膜蒸发的实验研究[J]. 赵创要,冀文涛,陶文铨.  工程热物理学报. 2015(01)
[4]小管径内螺纹管的蒸发实验研究及传热和压降关联式的评价[J]. 王旭,郭思璞,孙显东,朱华,李蔚,洪荣华,任毓程.  工程热物理学报. 2013(01)
[5]强化传热管表面结构制造技术研究现状与进展[J]. 万珍平,何中坚,付永清,汤勇.  工具技术. 2009(01)
[6]水平微肋管内蒸发及冷凝换热性能研究[J]. 吴晓敏,李辉,龚鹏,王维城,李瑞霞.  工程热物理学报. 2006(03)
[7]换热器强化的场协同原则[J]. 过增元,魏澍,程新广.  科学通报. 2003(22)



本文编号：3357774