【摘要】：基于實(shí)驗(yàn)研究,探討了制冷劑R410A飽和溫度為38℃,質(zhì)量流速范圍為58～246kg m-2s-1,在內(nèi)徑為8.02mm和10.7mm,長(zhǎng)度為300mm-600mm的豎直銅管內(nèi)的冷凝換熱特性。分析了質(zhì)量流速、換熱溫差以及管幾何參數(shù)對(duì)豎直短管內(nèi)冷凝換熱性能的影響。基于Nusselt理論,考慮了蒸氣剪切力作用和豎直短管中的壓降特性,建立了適用于豎直短管中的冷凝液膜模型。確定了不同邊界條件下液膜厚度、蒸氣冷凝速率和換熱系數(shù)的沿程變化。 通過(guò)可視化方法,觀察了R410A蒸氣在豎直槽道內(nèi)的冷凝流型隨著質(zhì)量流速的變化,為豎直管中的冷凝換熱特性的分析提供了依據(jù)。膜狀冷凝中,剪切力的作用扮演著重要的角色。質(zhì)量流速較大時(shí),液膜的波動(dòng)頻率較快而波動(dòng)幅度較小,蒸氣對(duì)界面的作用主要以減薄液膜為主,流型也逐漸接近于豎直管中的環(huán)狀流。 豎直短管內(nèi)冷凝換熱實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),質(zhì)量流速的增大,增大了蒸氣冷凝速率,引起了整個(gè)壁面溫度的升高。但界面蒸氣剪切力作用的增強(qiáng),減薄了冷凝液膜厚度,增強(qiáng)了換熱性能。管長(zhǎng)的改變對(duì)沿程液膜厚度以及冷凝速率的影響不大。管長(zhǎng)越短入口段所占整個(gè)管長(zhǎng)的比例越大,入口效應(yīng)對(duì)冷凝換熱的影響越大。另一方面,管長(zhǎng)越短冷凝液在重力和蒸氣剪切力作用下更容易排出管外。說(shuō)明短管效應(yīng)對(duì)冷凝換熱的影響很顯著。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出了短管的廣義定義。管徑的增大不僅增大了換熱面積,質(zhì)量流速不變條件下也增大了蒸氣冷凝速率。但由于面積的增大使得單位面積液膜的分布更薄,因此管徑的增大增強(qiáng)了換熱。溫差是蒸氣冷凝的驅(qū)動(dòng)力。溫差的增大引起了蒸氣冷凝速率的增大,使液膜變厚增大了換熱熱阻,所以溫差越大,換熱性能越差。 在不同質(zhì)量流速下,不同幾何結(jié)構(gòu)的光滑豎直短管內(nèi),蒸氣冷凝壓降較小。質(zhì)量流速和管幾何結(jié)構(gòu)對(duì)冷凝壓降的影響不大。 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與四個(gè)應(yīng)用較為廣泛的關(guān)聯(lián)式的計(jì)算值進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)這四種關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值相比偏差較大。通過(guò)修正Chen[3]的關(guān)聯(lián)式,建立了適用于豎直短管內(nèi)的冷凝換熱關(guān)聯(lián)式,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值吻合較好。
[Abstract]:Based on the experimental study, the condensation heat transfer characteristics of the refrigerant R410A in a vertical copper tube with internal diameters of 8.02mm and 10.7mm and length of 300mm-600mm were investigated at a saturation temperature of 38 鈩，

本文編號(hào)：2391358