非共沸工质在水平套管内蒸发的传热窄点和最大传热温差的实验研究

作     者：吴伟 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵力

授予年度：2010年

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：非共沸工质 传热窄点 最大传热温差 实验研究 组分分析 

摘      要：本文对非共沸工质在水平套管内蒸发的传热窄点和最大传热温差进行了实验研究,通过实验明确了传热窄点和最大传热温差的发生位置,分析了换热流体和工质对传热窄点和最大传热温差发生位置的影响,并通过色谱分析探讨了非共沸工质在蒸发器不同位置的组分相对含量的变化趋势。 首先,建立了研究传热窄点和最大传热温差的实验系统,说明了实验原理及推算工质温度的方法。通过分析蒸发器的热平衡度和工质的压降,证明了实验系统研究结果的可靠性。 基于该实验系统,进行了以R290/R600（质量比0.15/0.85）和R245fa/R152a（质量比0.6/0.4）为非共沸制冷剂的实验研究,发现了蒸发器中传热窄点和最大传热温差的存在,并找了到其发生位置。对比理论预测和实验结果,发现理论预测模型忽略的换热流体温度在蒸发器沿程非线性变化,会对传热窄点和最大传热温差的发生产生影响。 然后,对不同工况下传热窄点和最大传热温差发生的相对位置进行了研究,并揭示了换热流体和工质对传热窄点和最大传热温差发生相对位置的影响规律。研究表明,随着蒸发器进口换热流体温度的增加,传热窄点位置会逐渐靠近工质入口;随着蒸发器换热流体流量的增加,或工质流量的减少,传热窄点位置会逐渐向工质出口移动;随换热流体在蒸发器进口温度升高,最大传热温差发生的位置向工质在蒸发器的进口移动。 最后,针对非共沸工质气液平衡态下,在蒸发器不同位置的组分相对含量的进行了色谱实验与理论计算分析。发现蒸发器内越接近工质出口的位置,气液平衡态气相工质中低沸点组分R290的相对含量越少,高沸点组分R600的相对含量越多。