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R290水平管内凝结换热和压降的研究现状

流体机械 2013年第7期41卷 66-71页

作者：宁静红刘敬坤天津商业大学天津市制冷技术重点实验室天津300134

通过分析国外对R290水平光滑管内和强化管内的流动凝结换热的研究,得出R290管内换热系数较常规工质高,而强化管内的凝结换热系数明显高于光滑管。另外还列举了一些典型的凝结换热关联式,并提出了进一步研究工作的建议。

关键词： R290 光滑管强化管凝结换热

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JK-2管沸腾传热过程的探讨

高校化学工程学报 1989年第4期3卷 67-73页

作者：钟理潭盈科王世平严益群华南理工大学化学工程系

本文提出根据有肋隧道机械加工表面多孔管(JK—2管)的壁温及沸腾传热膜系数沿周向分布,来研究探讨JK—2管沸腾传热过程的一种新方法。

关键词：沸腾传热 JK-2 传热膜系数多孔管机械加工表面壁温汽泡生长传热强化光滑管试验管

制冷剂氟乙烷（HFC-161）管内流动沸腾换热特性研究

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制冷剂氟乙烷（HFC-161）管内流动沸腾换热特性研究

作者：李鹏浙江大学

学位级别：硕士

在缓解臭氧层破坏和温室效应的背景下,制冷剂替代研究已成为领域内的热点问题之一。新型制冷剂氟乙烷（HFC-161）环境性能优异（ODP=0,GWP=12）,充注量小,通用性好,被视为R22和R502的潜在替代品。制冷剂管内换热特性是衡量其综合性能和... 详细信息

在缓解臭氧层破坏和温室效应的背景下,制冷剂替代研究已成为领域内的热点问题之一。新型制冷剂氟乙烷（HFC-161）环境性能优异（ODP=0,GWP=12）,充注量小,通用性好,被视为R22和R502的潜在替代品。制冷剂管内换热特性是衡量其综合性能和替代潜力的重要指标。目前,国内外关于HFC-161管内换热的研究尚未开展,缺乏相关研究数据和计算模型。开展此项研究将在填补相关空白的同时,为紧凑高效换热设备的设计开发提供重要依据,对于实际制冷装置运行工况优化,提高换热效率和系统综合效率,促进新型环保制冷剂的推广进程,具有重要意义。本文从HFC-161在单根光滑管和微肋管内沸腾换热的基础性问题着手,以实验为手段获得了沸腾换热系数和压降数据,从理论上分析了工况对换热与压降的影响,对比了HFC-161与传统工质R22的换热与压降性能,开发了适用于新型制冷剂HFC-161光滑管与微肋管内沸腾的预测关联式,主要取得了以下几方面的成果： 1.搭建了用于研究制冷剂管内沸腾换热性能的实验装置,并通过R22测试实验,验证了装置的可靠性。 2.研究了HFC-161在9mm内径光滑管内的沸腾换热特性。实验获得了饱和温度5-10℃,热流密度15-25kW/m2,质量流速100-200kg/（m2·s）范围内的换热系数与摩擦阻力,开发了HFC-161光滑管沸腾换热预测模型。结果表明：1)HFC-161局部换热系数随制冷剂干度的增大而增大,并在干度为0.5-0.7时达到最大值,之后出现干涸现象,换热系数随干度增长而下降;2)HFC-161换热系数随质量流速、热流密度的增大而增大,随饱和温度的升高而降低;3)HFC-161摩擦压降随饱和温度升高而降低,随质量流速增大而显著增大,随热流密度增大而略微增大;4)Gungor-Winterton关联式、Mathur关联式及Liu-Winterton关联式对光滑管内HFC-161沸腾系数预测偏差小于其他关联式;5)新关联式对实验数据的平均预测偏差为+3.4%,绝对平均偏差为6.4%,最大偏差为-19.0%,88.6%的预测值以小于±18%的偏差与实验数据相吻合。 3.研究了HFC-161在7mm外径微肋管内的沸腾换热特性。实验获得了饱和温度-5-8℃,热流密度28.15-49.29kW/m2,质量流速100-250kg/（m2·s）范围内的沸腾换热系数与压降,开发了HFC-161微肋管沸腾换热预测模型。结果表明：1)微肋管内HFC-161局部沸腾换热系数随干度呈先增后减趋势。“干涸”开始时所对应的干度值与工况基本无关,在0.8左右;2)质量流速、热流密度对HFC-161微肋管内换热特性的影响与光滑管相似,但饱和温度的影响没有明显规律;3)微肋管内HFC-161摩擦压降随工况的变化趋势与光滑管内一致;4)Cavallini关联式及Yun关联式对微肋管内HFC-161沸腾系数预测偏差小于其他关联式;5)新的关联式对实验数据的预测平均偏差为+1.6%,绝对平均偏差为5.6%,最大偏差为+48.6%,89.1%的预测值以小于±10%的偏差与实验数据相吻合。 4.对比了HFC-161与R22光滑管与微肋管内的沸腾换热特性,结果表明：1)在相同工况下,HFC-161光滑管内沸腾换热系数显著高于R22,尤其在干度＞0.4时,换热系数相对增长达到25%-32%,同时在光滑管内,HFC-161摩擦压降比R22降低20%左右;2)在7mm外径微肋管内,HFC-161沸腾换热系数相对于R22提高5%-40%,摩擦压降减小约18%。相比R22,HFC-161具有更好的管内沸腾换热性能和更低的压降。

关键词：沸腾换热光滑管微肋管关联式

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高性能传热管及其在空调、冷冻装置上的应用

建筑技术通讯(暖通空调） 1989年第4期18卷 21-26,31页

作者：沈伟君凌人杰无锡市家用电器研究所

八十年代初,日本在提高空调冷冻装置效能,降低能耗,节约原材料和装置小型化上进行了深入、完整的研究。本文将比较详尽系统地介绍日本空调换热器上采用的高性能传热管,以供我国空调冷冻专家和铜管制造厂家参考。本文将分以下几个部分叙... 详细信息

八十年代初,日本在提高空调冷冻装置效能,降低能耗,节约原材料和装置小型化上进行了深入、完整的研究。本文将比较详尽系统地介绍日本空调换热器上采用的高性能传热管,以供我国空调冷冻专家和铜管制造厂家参考。本文将分以下几个部分叙述:一、内螺旋沟槽管在空调换热器上的应用;二、新型内螺旋沟槽管的传热性能;三。

关键词：传热管换热器设计光滑管热边界层翅片八十年代总热阻内螺旋沟能效比过冷度

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管内单相介质紊流换热系数的简化计算

暖通空调 1992年第6期21卷 35-37页

作者：魏鋆张维亚河北建筑工程学院张家口煤机厂

本文以光滑管内单相介质紊流换热的Dittus-Boelter公式为基础,用计算机进行数学回归及相关分析,建立了不需查取物性参数而计算光滑管内单相介质紊流换热系数的简化公式。

关键词：单相介质换热系数光滑管简化计算管壳式换热器简化公式数学回归物性参数管内流速冷却气体

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多相流试验环道的水力摩阻系数评价

油气储运 2002年第11期21卷 47-50页

作者：蔡一全吴海浩翟俊芬于达杨筱衡石油大学

对石油大学(北京)多相流试验环道测试段进行了标定,在水力光滑区,当雷诺数大于0.3Re_1(Re_1为光滑区与混合摩擦区的临界雷诺数)后,发现现有光滑管摩阻系数公式的计算值与实测值误差一般在5％～16.7％之间,误差随雷诺数的增大而单调增加... 详细信息

对石油大学(北京)多相流试验环道测试段进行了标定,在水力光滑区,当雷诺数大于0.3Re_1(Re_1为光滑区与混合摩擦区的临界雷诺数)后,发现现有光滑管摩阻系数公式的计算值与实测值误差一般在5％～16.7％之间,误差随雷诺数的增大而单调增加,已不适用精密试验环道的水力计算,而考虑管壁粗糙度的Colebrook公式能很好地拟合试验数据。对几个常用的光滑管摩阻系数公式进行了分析与评价,提出了这些公式的合理使用范围。

关键词：多相流试验环道水力摩阻系数评价油气输送光滑管

R410A在竖直管内蒸气向上流动凝结换热实验研究

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R410A在竖直管内蒸气向上流动凝结换热实验研究

作者：杨云潇北京交通大学

学位级别：硕士

本文通过实验方法,探讨了制冷剂R410A干饱和蒸气在竖直方向垂直向上流动凝结换热条件下的凝结液膜表面流动特征、凝结换热系数和压降的特性。实验采用了具有可视窗的竖直矩形槽道实验件、光滑铜管换热实验件和内螺纹铜管换热实验件,分... 详细信息

本文通过实验方法,探讨了制冷剂R410A干饱和蒸气在竖直方向垂直向上流动凝结换热条件下的凝结液膜表面流动特征、凝结换热系数和压降的特性。实验采用了具有可视窗的竖直矩形槽道实验件、光滑铜管换热实验件和内螺纹铜管换热实验件,分析讨论了蒸气质量流量的影响,制冷剂的饱和温度、管长、热流密度等因素对凝结换热系数的影响。比较了内螺纹管和光滑管在相同的冷却水入口条件下的换热能力和压力损失能力,对现有的一些广泛应用的光滑管内和内螺纹管内的换热关联式进行了适用性评价分析。最后通过实验数据的回归分析,获得了适用于蒸气向上流动凝结换热的光滑管内和内螺纹管内换热关联式和适用于内螺纹管内的摩阻压降关联式。竖直矩形槽道内的可视化实验中,通过高速摄影仪拍摄手段,观察了制冷剂R410A干饱和蒸气在水力直径为14.34mm、长度为160mm的竖直矩形槽道内垂直向上流动凝结过程中壁面液膜的流动特征。实验结果表明：在质量流速范围为1.8-23kg/m2s实验条件下,随着质量流速的增大,壁面出现假滴状流动和层流波状流动,并且随着质量流速的增大凝结液膜逐渐增厚,液膜表面波动亦更加明显;槽道内的平均凝结换热系数随质量流速的增大出现先增大后减小的趋势。实验得到沿槽道轴向由壁面测温点分割出的四段壁面的各段中心位置处的近似局部凝结换热系数的变化情况。通过实验方法研究了R410A干饱和蒸气在内径为8.02mm,管长为300mm、400mm、500mm和600mm的光滑铜管管内向上流动时的凝结换热特性。实验所测的质量流速范围为103-490kg/m2s,饱和温度分别为31℃、38℃和48℃。管内制冷剂的平均干度范围为0.91-0.98。分别对管长、饱和温度、质量流速对凝结换热的影响进行了讨论。四个广泛应用的并且不受管道倾角影响的换热关联式的预测值与实验值进行了对比分析,通过数据拟合修正了Shah[21]的换热关联式,新关联式的预测值与实验值的偏差范围为±15%。通过实验方法比较了外径均为9.52mm,内径为8.32mm的光滑管和齿顶内径为8.46mm的内螺纹管在四种相同的冷却水入口条件下的凝结换热和压降特性。实验的制冷剂质量流速范围为80-345kg/m2s,饱和温度为40℃和48℃。利用换热强化因子Eh和压降惩罚因子pf描述了在相同工况条件下内螺纹管相对于光滑管的换热强化和压降损失能力。四个广泛应用的内螺纹管内凝结换热关联式的预测值与实验值进行了对比分析,修正了Cavallini等人[71]的换热关联式,新关联式的预测值与实验值的偏差范围为±15%。根据实验获得的压降数据,修正了Haraguchi等人的摩阻压降关联式,新关联式的预测值与实验值的偏差范围为±25%。

关键词： R410A 管内冷凝竖直管光滑管内螺纹管蒸气向上流动流型关联式

纯工质在水平管内流动沸腾换热特性的实验研究

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纯工质在水平管内流动沸腾换热特性的实验研究

作者：纪海维西安科技大学

学位级别：硕士

制冷空调系统的小型化、节能化促进了强化换热技术的发展。内螺纹强化管由于具有制造成本低、换热强化效果好以及压力损失小的优点，近年来在制冷空调行业获得了广泛的重视和发展。因此研究工质在光滑管和内螺纹管内的换热性能，具有一... 详细信息

制冷空调系统的小型化、节能化促进了强化换热技术的发展。内螺纹强化管由于具有制造成本低、换热强化效果好以及压力损失小的优点，近年来在制冷空调行业获得了广泛的重视和发展。因此研究工质在光滑管和内螺纹管内的换热性能，具有一定的理论价值和实际意义。本文对氟利昂22在水平光滑管和内螺纹管内的流动沸腾换热特性进行了实验研究。水平光滑管内流动沸腾换热特性的实验研究的工况范围为：质量流率150～300kg／m~2．s，热流率10～35kW／m~2，蒸发温度-5～5℃，干度0～1;水平内螺纹管内流动沸腾换热特性的实验研究的工况范围为：质量流率150～300kg／m~2．s，热流率10～30kW／m~2，蒸发温度-5～5℃，干度0～1。本文对光滑管实验得到的局部表面换热系数随质量流率、热流率、蒸发温度和干度的变化规律进行了分析和讨论，并且对内螺纹管和光滑管实验得到的局部表面换热系数进行了比较。利用本文实验获得的水平光滑管内沸腾换热局部表面换热系数的实验数据与文献中的五个纯工质管内流动沸腾换热经验关联式进行了比较，得出Kandlikar关联式对氟利昂22在光滑管内的沸腾换热系数预测精度最高。并且在对Kandlikar关联式进行修正的基础上，提出了适用于本实验系统及实验工况范围的局部表面换热系数的经验关联式，计算结果与实验结果的偏差在±10％以内。根据实验获得的两种内螺纹强化管沸腾换热局部表面换热系数的实验数据可知，两种内螺纹强化管的强化因子均随质量流率、热流率、蒸发温度的升高而升高;并且分析了内螺纹强化管齿顶角和螺旋角等齿型参数对工质沸腾换热性能的影响。此外，还对内螺纹管的强化传热机理进行了分析。

关键词：光滑管内螺纹管沸腾换热实验关联式局部表面换热系数

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土壤源热泵地下埋管换热器换热性能的分析

土壤源热泵地下埋管换热器换热性能的分析

作者：陈萌长安大学

学位级别：硕士

地源热泵作为以浅层地表为冷热源进行制冷或供热的空调形式,是一种清洁的,可持续的能源利用方式。作为地源热泵的一种——土壤源热泵,是以土壤作为冷热源,较其它形式地源热泵有着污染周围环境最小和不占用水资源的优点,是一种倍受关注... 详细信息

地源热泵作为以浅层地表为冷热源进行制冷或供热的空调形式,是一种清洁的,可持续的能源利用方式。作为地源热泵的一种——土壤源热泵,是以土壤作为冷热源,较其它形式地源热泵有着污染周围环境最小和不占用水资源的优点,是一种倍受关注的可再生能源技术,近年来在我国逐步得到推广。作为土壤源热泵的核心组成部分——U型地下埋管换热器的换热性能影响因素很多,其传热性能的优劣又直接关系着土壤源热泵效率的高低。对于这方面的理论及技术还在不断的进行深入研究,本文针对该问题从管道形状及地下土壤渗流的影响入手进行了较为深入的研究。本文首先以西安地区为例,对西安地区地源热泵系统的适用性进行了分析,说明土壤热交换器地源热泵在西安地区有着广阔的应用前景。本文通过CFD流体模拟软件,对不同管型的U型地下埋管换热器(波节管和光滑管)进行几何建模及数学建模,对不同工况,不同土壤条件下与周围土壤换热的效果进行了数值仿真模拟,得出U型地下埋管换热器与周围土壤环境的温度场。通过分析模拟结果认为改变管型可以增加U型地下埋管换热器内冷却水的扰动,从而增强了U型埋管换热器与周围土壤的换热强度,提高U型地下埋管换热器的换热效率。此外,本文通过将土壤考虑为多孔体,模拟两种管型在存在土壤渗流情况下的换热规律,通过数据表明土壤渗流也是影响U型地下埋管换热器换热性能的重要因素。它可以改善地下土壤的温度环境,从而提高U型地下埋管换热器与土壤的换热效率。由于土壤温度场的变化梯度沿渗流流动方向较大,U型地下埋管换热器的布置应考虑这一因素的影响。这对今后因地制宜的设计及布置U型地下埋管换热器具有借鉴意义。

关键词：土壤源热泵 U型埋管换热器波节管光滑管渗流