本文關(guān)鍵詞：R410A在豎直管內(nèi)蒸氣向上流動(dòng)凝結(jié)換熱實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： R410A 管內(nèi)冷凝 豎直管 光滑管 內(nèi)螺紋管 蒸氣向上流動(dòng) 流型 關(guān)聯(lián)式

【摘要】：本文通過實(shí)驗(yàn)方法,探討了制冷劑R410A干飽和蒸氣在豎直方向垂直向上流動(dòng)凝結(jié)換熱條件下的凝結(jié)液膜表面流動(dòng)特征、凝結(jié)換熱系數(shù)和壓降的特性。實(shí)驗(yàn)采用了具有可視窗的豎直矩形槽道實(shí)驗(yàn)件、光滑銅管換熱實(shí)驗(yàn)件和內(nèi)螺紋銅管換熱實(shí)驗(yàn)件,分析討論了蒸氣質(zhì)量流量的影響,制冷劑的飽和溫度、管長(zhǎng)、熱流密度等因素對(duì)凝結(jié)換熱系數(shù)的影響。比較了內(nèi)螺紋管和光滑管在相同的冷卻水入口條件下的換熱能力和壓力損失能力,對(duì)現(xiàn)有的一些廣泛應(yīng)用的光滑管內(nèi)和內(nèi)螺紋管內(nèi)的換熱關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了適用性評(píng)價(jià)分析。最后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析,獲得了適用于蒸氣向上流動(dòng)凝結(jié)換熱的光滑管內(nèi)和內(nèi)螺紋管內(nèi)換熱關(guān)聯(lián)式和適用于內(nèi)螺紋管內(nèi)的摩阻壓降關(guān)聯(lián)式。 豎直矩形槽道內(nèi)的可視化實(shí)驗(yàn)中,通過高速攝影儀拍攝手段,觀察了制冷劑R410A干飽和蒸氣在水力直徑為14.34mm、長(zhǎng)度為160mm的豎直矩形槽道內(nèi)垂直向上流動(dòng)凝結(jié)過程中壁面液膜的流動(dòng)特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在質(zhì)量流速范圍為1.8-23kg/m2s實(shí)驗(yàn)條件下,隨著質(zhì)量流速的增大,壁面出現(xiàn)假滴狀流動(dòng)和層流波狀流動(dòng),并且隨著質(zhì)量流速的增大凝結(jié)液膜逐漸增厚,液膜表面波動(dòng)亦更加明顯；槽道內(nèi)的平均凝結(jié)換熱系數(shù)隨質(zhì)量流速的增大出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)得到沿槽道軸向由壁面測(cè)溫點(diǎn)分割出的四段壁面的各段中心位置處的近似局部凝結(jié)換熱系數(shù)的變化情況。 通過實(shí)驗(yàn)方法研究了R410A干飽和蒸氣在內(nèi)徑為8.02mm,管長(zhǎng)為300mm、400mm、500mm和600mm的光滑銅管管內(nèi)向上流動(dòng)時(shí)的凝結(jié)換熱特性。實(shí)驗(yàn)所測(cè)的質(zhì)量流速范圍為103-490kg/m2s,飽和溫度分別為31℃、38℃和48℃。管內(nèi)制冷劑的平均干度范圍為0.91-0.98。分別對(duì)管長(zhǎng)、飽和溫度、質(zhì)量流速對(duì)凝結(jié)換熱的影響進(jìn)行了討論。四個(gè)廣泛應(yīng)用的并且不受管道傾角影響的換熱關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比分析,通過數(shù)據(jù)擬合修正了Shah[21]的換熱關(guān)聯(lián)式,新關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值的偏差范圍為±15%。 通過實(shí)驗(yàn)方法比較了外徑均為9.52mm,內(nèi)徑為8.32mm的光滑管和齒頂內(nèi)徑為8.46mm的內(nèi)螺紋管在四種相同的冷卻水入口條件下的凝結(jié)換熱和壓降特性。實(shí)驗(yàn)的制冷劑質(zhì)量流速范圍為80-345kg/m2s,飽和溫度為40℃和48℃。利用換熱強(qiáng)化因子Eh和壓降懲罰因子pf描述了在相同工況條件下內(nèi)螺紋管相對(duì)于光滑管的換熱強(qiáng)化和壓降損失能力。四個(gè)廣泛應(yīng)用的內(nèi)螺紋管內(nèi)凝結(jié)換熱關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比分析,修正了Cavallini等人[71]的換熱關(guān)聯(lián)式,新關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值的偏差范圍為±15%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的壓降數(shù)據(jù),修正了Haraguchi等人的摩阻壓降關(guān)聯(lián)式,新關(guān)聯(lián)式的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值的偏差范圍為±25%。
【關(guān)鍵詞】：R410A 管內(nèi)冷凝 豎直管 光滑管 內(nèi)螺紋管 蒸氣向上流動(dòng) 流型 關(guān)聯(lián)式
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB64
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 目錄10-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 流型的研究13-15
• 1.2.2 光滑管內(nèi)凝結(jié)換熱研究15-18
• 1.2.3 強(qiáng)化管內(nèi)凝結(jié)換熱研究18-20
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容20-22
• 1.3.1 目前研究中存在的不足20
• 1.3.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)22-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置22-23
• 2.2 測(cè)量設(shè)備23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)件23-24
• 2.3.1 可視化實(shí)驗(yàn)件23-24
• 2.3.2 豎直套管換熱實(shí)驗(yàn)件24
• 2.4 制冷劑R410A24-25
• 2.5 數(shù)據(jù)處理25-31
• 2.5.1 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)段的制冷劑流量25
• 2.5.2 預(yù)冷段出口蒸氣干度25-26
• 2.5.3 平均凝結(jié)換熱系數(shù)26
• 2.5.4 實(shí)驗(yàn)段的內(nèi)壁面平均溫度26-27
• 2.5.5 可視化實(shí)驗(yàn)件的沿軸向局部凝結(jié)換熱系數(shù)27
• 2.5.6 摩阻壓降27-28
• 2.5.7 換熱強(qiáng)化因子Eh和壓降懲罰因子Pf28
• 2.5.8 參數(shù)不確定分析28-31
• 3 豎直矩形槽道內(nèi)的液膜表面形態(tài)及換熱情況31-37
• 3.1 質(zhì)量流速對(duì)壁面液膜流動(dòng)形態(tài)的影響31-33
• 3.2 沿槽道軸向不同觀察位置處的流型對(duì)比33-34
• 3.3 平均凝結(jié)換熱系數(shù)隨質(zhì)量流速的變化34-35
• 3.4 沿槽道軸向局部凝結(jié)換熱的變化35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 豎直光滑管內(nèi)凝結(jié)換熱實(shí)驗(yàn)研究37-48
• 4.1 流型的判定37-38
• 4.2 質(zhì)量流速和飽和溫度對(duì)凝結(jié)換熱系數(shù)的影響38-39
• 4.3 管長(zhǎng)對(duì)凝結(jié)換熱系數(shù)的影響39-41
• 4.4 現(xiàn)有光滑管內(nèi)換熱關(guān)聯(lián)式的適用性評(píng)價(jià)分析41-45
• 4.5 豎直光滑管內(nèi)凝結(jié)換熱關(guān)聯(lián)式45-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 5 內(nèi)螺紋管和光滑管換熱和壓降的比較分析48-70
• 5.1 質(zhì)量流速和熱流密度對(duì)凝結(jié)換熱系數(shù)的影響49-53
• 5.2 質(zhì)量流速和熱流密度對(duì)總壓降的影響53-56
• 5.3 換熱強(qiáng)化因子56-58
• 5.4 壓降懲罰因子58-60
• 5.5 現(xiàn)有內(nèi)螺紋管內(nèi)換熱關(guān)聯(lián)式的適用性評(píng)價(jià)分析60-64
• 5.6 內(nèi)螺紋管內(nèi)凝結(jié)換熱關(guān)聯(lián)式64-66
• 5.7 內(nèi)螺紋管內(nèi)摩阻壓降關(guān)聯(lián)式66-69
• 5.8 本章小結(jié)69-70
• 6 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 主要符號(hào)表78-80
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果80-82
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 黃理浩;陶樂仁;鄭志皋;王偉;張慶鋼;王金鋒;;R410A在管內(nèi)冷凝換熱及壓降的實(shí)驗(yàn)研究[J];低溫與超導(dǎo);2011年04期

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5 張俊霞;王立;李運(yùn)剛;黃建;;界面剪切力對(duì)蒸汽垂直下流膜狀凝結(jié)傳熱的影響分析[J];化工學(xué)報(bào);2011年10期

6 胡申華;嚴(yán)俊杰;王進(jìn)仕;;Marangoni凝結(jié)形態(tài)的影響因素[J];化工學(xué)報(bào);2011年11期

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本文編號(hào)：840062