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含油R32制冷剂在水平和竖直吸气管内的流动特性研究

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工程热物理学报 2022年第7期43卷 1877-1885页

作者：张智铤谷波曾炜杰胡晋珽杜仲星上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

R32和PVE混合物近年来已成为商用制冷及热泵系统的热门工质。本文对R32和PVE VG 68混合物在压缩机吸气管中的滞油和压降特性进行了实验研究。实验样品为两根内径10.7 mm的光滑铜管,工质流动方向为水平和竖直向上。采用拆除称重法对管内... 详细信息

R32和PVE混合物近年来已成为商用制冷及热泵系统的热门工质。本文对R32和PVE VG 68混合物在压缩机吸气管中的滞油和压降特性进行了实验研究。实验样品为两根内径10.7 mm的光滑铜管,工质流动方向为水平和竖直向上。采用拆除称重法对管内的滞油量进行测量。对制冷剂质量流率90~230 kg·m^(-2)·s^(-1),名义油质量分数1%~5%,3种饱和温度和过热度的工况进行了测试,研究了制冷剂的质量流率、油的质量分数、混合物的热力学及传输特性、流动方向对滞油量和压降的影响。结果表明:随着制冷剂质量流率的减小、实际油质量分数和运动黏度比的增加、流动倾角的增大,滞油量有增加的趋势。管内压降随制冷剂质量流率和油质量分数的增加而增大;油对压降的影响随着制冷剂质量流率的增加而减弱。

关键词： R32 PVE VG 68 压缩机吸气管滞油量压降

制冷工质r1234yf和R32在MOF-74中的吸附储能研究

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核动力工程 2022年第3期43卷 1-6页

作者：张诚闫晓彭诗念袁德文刘文兴中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室成都610213

利用流体分子在纳米多孔材料固体表面吸附分离过程中热能与表面能的相互转化,可以提高循环工质吸热量。采用分子模拟(分子动力学和巨正则蒙特卡洛)方法并结合吸附理论开展了r1234yf和R32在MOF-74中的吸附储能研究。在纯工质吸附中,发现... 详细信息

利用流体分子在纳米多孔材料固体表面吸附分离过程中热能与表面能的相互转化,可以提高循环工质吸热量。采用分子模拟(分子动力学和巨正则蒙特卡洛)方法并结合吸附理论开展了r1234yf和R32在MOF-74中的吸附储能研究。在纯工质吸附中,发现R32在MOF中的吸附量高于r1234yf的吸附量。制冷工质在Zn-MOF-74中的吸附量比在Co-MOF-74中的吸附量大,且r1234yf达到饱和吸附所需的压力低于R32在相应吸附剂内达到饱和所需压力值。而在混合工质吸附中,r1234yf的吸附量高于R32的吸附量,随着温度的增加,r1234yf的吸附量呈现逐步上升的趋势,而R32则逐渐减少。经储能计算表明,M-MOF-74(M=Co,Zn)颗粒质量分数越高,混合工质相变所需吸收热能越多。

关键词： r1234yf R32 MOF-74 吸附储能分子模拟

R32/r1234ze(E)界面冷凝的分子动力学研究

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西安交通大学学报 2022年第3期56卷 173-179页

作者：邓欣欣杨利吴闯刘朝重庆大学能源与动力工程学院重庆400030 西安热工研究院有限公司西安710054

采用分子动力学模拟方法研究了R32/r1234ze(E)混合工质在金属壁面上的冷凝行为,分析了5种质量分数对混合工质传热性能和冷凝行为的影响机制,从传热热阻、空间分布和分子间作用力的角度,对比了不同质量分数的混合工质冷凝行为。结果表明:... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究了R32/r1234ze(E)混合工质在金属壁面上的冷凝行为,分析了5种质量分数对混合工质传热性能和冷凝行为的影响机制,从传热热阻、空间分布和分子间作用力的角度,对比了不同质量分数的混合工质冷凝行为。结果表明:在5种不同R32质量分数的混合工质体系中,混合工质的冷凝率随着R32含量的降低而降低;在模拟初期的混合工质液膜中,R32的冷凝量大于r1234ze(E)的冷凝量;在相同质量的情况下,R32含量越高的体系,其凝结时放出的热量更大;在固液界面处,纯r1234ze(E)体系的密度峰值最大,固体表面对r1234ze(E)分子的作用力强于R32;混合工质中r1234ze(E)含量越高的体系,其固液界面的温度跳跃越小,但气液相界面的温度跳跃越大。热阻分析的结果表明,总热阻随着混合工质中R32含量的降低而增加,其中不同质量比体系中的固液界面热阻随R32含量的降低而降低,而液体热阻和气液相界面的热阻则随着混合工质中R32含量的减小而增大,气液相界面热阻占总热阻的主要部分是总热阻有较大差异的主要原因。

关键词：混合工质 R32 r1234ze(E) 冷凝分子动力学

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R32毛细管流量特性模型计算和诺模图建立

制冷学报 2023年第6期44卷 52-60页

作者：谷波胡晋珽杜仲星张智铤吴鹏展上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

毛细管是一种重要的节流元件,广泛应用于各种小型制冷制热装置中,R32作为环境友好型制冷剂,在家用空调领域应用愈发广泛。本文首先基于均相流假设及能量守恒、动量守恒、质量守恒方程,建立绝热毛细管的数学模型,并经适量简化,分别从过... 详细信息

毛细管是一种重要的节流元件,广泛应用于各种小型制冷制热装置中,R32作为环境友好型制冷剂,在家用空调领域应用愈发广泛。本文首先基于均相流假设及能量守恒、动量守恒、质量守恒方程,建立绝热毛细管的数学模型,并经适量简化,分别从过冷区和两相区对毛细管模型进行分析求解,得到毛细管长度的计算公式。同时,在该模型中引入了壅塞流概念,采用临界流量作为壅塞流是否出现的判断依据,有效提高了算法精度和稳定性。其次,搭建了针对R32的毛细管测试平台,通过实验获得了内径为1 mm,长度为0.5 m和1 m的两根毛细管在冷凝压力为2.4~3.2 MPa、过冷度为5~20℃下的质量流量数据,验证了该仿真模型的精度。最后,基于仿真模型得到的大量数据点,绘制了R32毛细管的诺模图。

关键词： R32 毛细管流量特性诺模图

含油R32管内流动沸腾换热特性测试及关联式开发

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化工学报 2022年第2期73卷 612-621页

作者：李广庄大伟谢丽懿丁国良郑立宇龙春仙江波上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 广东美芝制冷设备有限公司广东佛山528300

R32作为低温室效应制冷剂得到广泛应用,空调器中循环的介质是制冷剂与润滑油的混合物,掌握R32-润滑油混合物的流动沸腾特性是R32空调器优化设计的关键。本文的目的是参照空调器实际运行工况,测试R32-润滑油混合物的管内流动沸腾换热特性... 详细信息

R32作为低温室效应制冷剂得到广泛应用,空调器中循环的介质是制冷剂与润滑油的混合物,掌握R32-润滑油混合物的流动沸腾特性是R32空调器优化设计的关键。本文的目的是参照空调器实际运行工况,测试R32-润滑油混合物的管内流动沸腾换热特性,开发传热系数关联式。新搭建了具有防爆功能的R32-润滑油混合物管内换热性能测试台,采用换热管为7 mm铜管,测试的质流密度200~400 kg/(m^(2)·s)、干度0.2~0.7、油浓度0~5%。实验结果表明,R32-润滑油混合物管内流动沸腾传热系数随质流密度的增大而增大;在中低干度下传热系数随油浓度的增大而增大,在高干度下随油浓度增大先增大后减小并于3%油浓度处取得最大值。基于混合物物性与流型开发了传热系数关联式,预测值与85%的实验数据的误差在±20%内。

关键词： R32 润滑油流动蒸发传热关联式

含油R32在压缩机吸气管内滞油影响因子和压降特性研究

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制冷学报 2022年第2期43卷 70-79页

作者：胡晋珽谷波曾炜杰张智铤杜仲星上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

本文对压缩机吸气管内R32/PVE VG68混合物的滞油和压降特性进行了实验研究。实验样品为内径10.7 mm的光滑铜管,在三种饱和温度和过热度条件下进行测试,分别为7.5/12℃、7.5/6℃、10/12℃,制冷剂质流密度为90~230 kg/(m^(2)·s),名义油... 详细信息

本文对压缩机吸气管内R32/PVE VG68混合物的滞油和压降特性进行了实验研究。实验样品为内径10.7 mm的光滑铜管,在三种饱和温度和过热度条件下进行测试,分别为7.5/12℃、7.5/6℃、10/12℃,制冷剂质流密度为90~230 kg/(m^(2)·s),名义油质量分数(OMF_(no))为0~5%。同时,收集了5篇公开文献中r410A、r134a与各润滑油混合物在吸气管内的滞油量与压降数据,建立数据库,进行综合对比分析。结果表明:滞油量会随实际油质量分数和混合物运动黏度比的增加而增加,随质流密度的增加而减少。最后,在对油运输机理分析的基础上,提出一种新的无量纲参数——滞油影响因子(ψ)来描述油运输难度,这一参数综合了工质、几何尺寸及运行参数的影响,且与本实验和收集的滞油量数据呈正相关的趋势。

关键词：吸气管润滑油滞油量压降 R32

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R32热泵系统稳定性与变工况特性实验研究

制冷学报 2023年

作者：巨福军杨文欢周晓磊范晓伟范院飞尹路梅朱振华河南城建学院能源与建筑环境工程学院中原工学院能源与环境学院

本文实验研究了变热源进口温度工况和变热水进口温度工况下膨胀阀开度对R32热泵系统稳定性和系统性能的影响规律。结果表明：不同工况下系统存在不同的过热度振荡区间，且热源进口温度对起始振荡过热度的影响较显著，而热水进口温度对... 详细信息

本文实验研究了变热源进口温度工况和变热水进口温度工况下膨胀阀开度对R32热泵系统稳定性和系统性能的影响规律。结果表明：不同工况下系统存在不同的过热度振荡区间，且热源进口温度对起始振荡过热度的影响较显著，而热水进口温度对其影响则不明显；变热源进口温度（15～25℃）工况下，制热量随着过热度的变化呈现不同的变化规律，而其COP则呈现相同的变化规律，且系统均在过热度振荡区间内获得最大COP；变热水进口温度（30～40℃）工况下，制热量和COP均随着过热度的变化呈现相同的变化趋势，且两者均在过热度振荡区间内取得最大值；热源进口温度的升高和热水进口温度的降低均可使系统获得的最大制热量和最大COP增大，且两者在热源进口温度为25℃时分别为9.287 kW和4.646，而在热水进口温度为30℃时则分别为9.148 kW和5.665。

关键词：系统稳定性过热度振荡热泵系统变工况特性 R32

相溶性对R32-润滑油混合物管内流动沸腾换热及压降特性的影响

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同方期刊数据库

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制冷学报 2023年第5期44卷 70-77,87页

作者：李广庄大伟谢丽懿丁国良胡国新郑立宇廖四清卢耀汕阚望龙春仙上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 广东美芝制冷设备有限公司佛山528300

R32已成为家用空调器的主流制冷剂,其换热性能受到溶入其中的润滑油相溶性影响,为此需要确定有利于提升换热性能的最佳相溶性。本文通过实验测试R32与完全互溶、部分互溶和完全不互溶的润滑油形成的混合物在换热管内的流动沸腾传热系数... 详细信息

R32已成为家用空调器的主流制冷剂,其换热性能受到溶入其中的润滑油相溶性影响,为此需要确定有利于提升换热性能的最佳相溶性。本文通过实验测试R32与完全互溶、部分互溶和完全不互溶的润滑油形成的混合物在换热管内的流动沸腾传热系数与压降,研究了相溶性导致的R32-润滑油分层现象及其对于换热与压降的影响机制。为覆盖空调器实际运行工况并体现R32与润滑油的不同相溶性,实验工况选取蒸发温度为-5~15℃,平均干度为0.2~0.7,平均油浓度(质量分数)为1%与5%。实验结果表明:三种油品中部分互溶润滑油的传热系数最高,压降最低;当蒸发温度为5℃、干度为0.7、平均油浓度为5%时,部分互溶润滑油相比于完全互溶与完全不互溶润滑油的优势达到最大,传热系数最大提升幅度分别达36.8%和357.8%,压降最大降幅分别达9.0%和58.2%。在三种油品中,部分互溶润滑油表现出最好的换热及压降特性,具有更好的应用前景。

关键词： R32 润滑油相溶性流动沸腾传热系数

R32及PVE润滑油混合物密度、比热容和黏度计算模型与分析

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流体机械 2022年第7期50卷 44-49页

作者：杜仲星谷波田镇曾炜杰邱琳祯上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海海事大学商船学院上海201306

为建立R32及PVE润滑油混合物的高精度的物性快速计算模型,基于rEFPrOP 9.0软件数据源,建立了R32制冷剂的密度、比热容和黏度计算模型,其最大相对偏差分别为0.3%,0.425%和0.27%。通过试验测试,建立了PVE VG68润滑油的密度、比热和黏度计... 详细信息

为建立R32及PVE润滑油混合物的高精度的物性快速计算模型,基于rEFPrOP 9.0软件数据源,建立了R32制冷剂的密度、比热容和黏度计算模型,其最大相对偏差分别为0.3%,0.425%和0.27%。通过试验测试,建立了PVE VG68润滑油的密度、比热和黏度计算模型,其最大相对偏差分别为0.005%,4.1%和10.01%。R32/PVE润滑油混合物的密度和比热容计算分别采用理想混合模型和Jensen模型,通过改进优化得到的混合物黏度计算新模型平均相对偏差为17.84%,且具有很强的物理意义。上述快速计算模型在物性分析及制冷系统仿真计算等场合具有较强的应用价值。

关键词： R32 润滑油密度比热容运动黏度模型混合物