制冷劑豎管降膜蒸發(fā)的流動與換熱特性研究
發(fā)布時間:2022-01-08 14:47
隨著氟氯烴類制冷劑淘汰限期日漸臨近,雖然有更理想的替代制冷劑被投入使用。然而目前為止很難找到一種在對溫室效應、臭氧層破壞以及可燃性安全性上具有全面優(yōu)勢的替代制冷劑。因此另辟蹊徑通過改進制冷系統(tǒng)內換熱器的結構及制冷劑側相變換熱模式、減少制冷劑的充灌量和使用量,使一些可燃制冷劑的安全性提高可能是應對氟氯烴類制冷劑限期淘汰的更好的技術路線。薄降液膜的貼壁流具有很強的熱質交換能力,且無需使液態(tài)工質填滿整根換熱管/板,使得換熱工質的填充量(持液量)顯著減少,若能在空調系統(tǒng)上運用勢必能對制冷劑的替代作出貢獻。而研究制冷劑降膜蒸發(fā)過程的傳熱傳質特性與流動特性對降膜蒸發(fā)技術在空調系統(tǒng)上的運用有著重要的推動作用。制冷劑的潤濕性會影響制冷劑降膜流動過程液膜能否完全鋪展。而接觸角則是衡量液體潤濕性的主要參數。因此本文通過對不同飽和狀態(tài)制冷劑(R22,R134a,R290,R32,R600a)在紅銅,不銹鋼304與鋁合金6063上進行接觸角測量,實驗探究了制冷劑在常用換熱器材料上的潤濕特性。測量結果顯示制冷劑的接觸角都接近零度,潤濕性為超潤濕。同時,對不同曲線擬合方法計算接觸角的結果比較顯示,Young-La...
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:129 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
接觸角的定義
第一章緒論71.3.1液膜的破裂與干斑的產生(a)左:不同液膜流態(tài)右:穩(wěn)定干斑示意圖(b)不同模型的誤差對比圖1-2降膜流動過程的流態(tài)轉換與模型誤差比較[25]影響液膜破裂的因素有很多,諸如液體物性,體積流量,有無加熱與液體工質的潤濕性都有可能影響降液膜布膜情況。對于層流而言,當降液膜流量不斷減少時,液膜的流態(tài)會由完整液膜(Continueliquidfilm)破裂變?yōu)橄鳎狭,Rivulet),當流量再進一步減小后,溪流將會轉變?yōu)榈螤盍鳎▓D1-2(a)左)。判斷液膜破裂的重要參數有兩個:一個是最小潤濕率(MinimumWettingRate),其數值大小為能維持完整液膜流動時
華南理工大學博士學位論文10由壁面無滑移條件和自由液面無剪切力條件可得邊界條件:=0,當=0(1-10)在自由液面時,=0(1-11)公式(1-9)無法直接解析解出速度分布,因此學者們多用數值解求得液膜流向速度。當然,通過一定的簡化,也可由公式(1-9)求得與數值解相近的結果。Allen等[60]將公式(1-9),(1-10)和(1-11)無量綱化并假定可以表達為1冪級數:=0+11+122+(1-12)求得速度分布可表示為:=sin(22+2+122163)+(12)(1-13)式中1為描述液膜最大厚度與寬度之比的系數。()為氣液自由界面的表達式。式(1-13)得精確度跟階數與1息息相關,當接觸角較大,1較大時求解出來的速度場分布與數值解偏差較大。而Mohamed等[25]用Ritz法求出了速度常通過這種方法確定速度場后,理論計算結果與實驗非常吻合。1.3.3溪流橫截面形狀圖1-3溪流橫截面形狀如圖1-3所示,在層流狀態(tài)下,對于溪流的橫截面形狀如何一般有兩種觀點。一種觀點認為,溪流橫截面形狀是由Young-Laplace方程控制[25,57,61]。由Young-Laplace方程可得:(1:2)1.5=cos+0(1-14)當=0時,=tan(1-15)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]淺析制冷劑的替代與發(fā)展[J]. 魏愷樂,周亞華,李中偉. 科技風. 2020(11)
[2]R1234ze與R152a混合制冷劑替代R22的可行性[J]. 霍二光,戴源德,耿平,曹孟冰. 化工學報. 2015(12)
[3]制冷工況下降膜冷凝器的制冷劑積存特性與傳熱性能[J]. 張發(fā)勇,劉金平,許雄文. 化工學報. 2015(12)
[4]Marangoni效應對降膜流動影響的模擬研究[J]. 全曉宇,耿洋,孫博,黃哲慶,劉春江. 天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2016(08)
[5]新型制冷劑R1234ze(E)及其混合工質研究進展[J]. 邱金友,張華,祁影霞,王襲,余曉明. 制冷學報. 2015(03)
[6]制冷用水平降膜式蒸發(fā)器研究進展[J]. 王學會,袁曉蓉,吳美,高贊軍,徐英杰,韓曉紅,陳光明. 制冷學報. 2014(02)
[7]制冷劑替代技術研究進展及發(fā)展趨勢[J]. 李連生. 制冷學報. 2011(06)
[8]接觸角的圖像處理與檢測[J]. 王曉輝,李軍建,楊威,李建祥. 光電子技術. 2011(01)
[9]高雷諾數豎壁降膜流動特性的數值研究[J]. 劉玉峰,童一峻,任海剛,張群. 紅外技術. 2010(10)
[10]制冷劑的替代與延續(xù)技術[J]. 馬一太,王偉. 制冷學報. 2010(05)
博士論文
[1]Phase-Field和VOF耦合方法及其在極限波問題中的應用[D]. 劉煜.清華大學 2016
[2]電場中彎月面蒸發(fā)特性及肋表面與光滑表面沸騰換熱的實驗與理論研究[D]. 高明.上海交通大學 2014
[3]非牛頓流體中多氣泡相互作用、聚并與破裂過程的數值模擬[D]. 劉靜如.天津大學 2014
[4]氣液降膜流動的計算傳遞學研究[D]. 孫博.天津大學 2013
[5]基于BEM與VOF波浪耦合模型的斜坡堤越浪研究[D]. 郭立棟.大連理工大學 2013
[6]基于VOF與湍流模型的閘下非恒定急變流試驗與數值模擬研究[D]. 牟獻友.內蒙古農業(yè)大學 2010
[7]表面涂層分布構型對降液膜流動及傳熱的影響[D]. 王群昌.大連理工大學 2011
[8]多相液膜流動的計算流體力學建模與驗證[D]. 許媛媛.上海交通大學 2010
碩士論文
[1]大接觸角滯后組合表面液滴運動及傳熱特性[D]. 胡少波.大連理工大學 2016
[2]高溫高壓環(huán)境下靜態(tài)及動態(tài)接觸角測量裝置設計[D]. 葉自強.大連理工大學 2016
[3]銅基底超疏水薄膜的制備與研究[D]. 張楠.北京理工大學 2015
[4]超疏水銅表面的制備及潤濕性研究[D]. 王憲.湖南工業(yè)大學 2014
[5]基于圖像分析技術的接觸角測量方法研究[D]. 張佩.華東理工大學 2014
[6]圓弧形護面斜坡式防波堤水動力及消浪特性研究[D]. 降英.長沙理工大學 2012
本文編號:3576746
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:129 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
接觸角的定義
第一章緒論71.3.1液膜的破裂與干斑的產生(a)左:不同液膜流態(tài)右:穩(wěn)定干斑示意圖(b)不同模型的誤差對比圖1-2降膜流動過程的流態(tài)轉換與模型誤差比較[25]影響液膜破裂的因素有很多,諸如液體物性,體積流量,有無加熱與液體工質的潤濕性都有可能影響降液膜布膜情況。對于層流而言,當降液膜流量不斷減少時,液膜的流態(tài)會由完整液膜(Continueliquidfilm)破裂變?yōu)橄鳎狭,Rivulet),當流量再進一步減小后,溪流將會轉變?yōu)榈螤盍鳎▓D1-2(a)左)。判斷液膜破裂的重要參數有兩個:一個是最小潤濕率(MinimumWettingRate),其數值大小為能維持完整液膜流動時
華南理工大學博士學位論文10由壁面無滑移條件和自由液面無剪切力條件可得邊界條件:=0,當=0(1-10)在自由液面時,=0(1-11)公式(1-9)無法直接解析解出速度分布,因此學者們多用數值解求得液膜流向速度。當然,通過一定的簡化,也可由公式(1-9)求得與數值解相近的結果。Allen等[60]將公式(1-9),(1-10)和(1-11)無量綱化并假定可以表達為1冪級數:=0+11+122+(1-12)求得速度分布可表示為:=sin(22+2+122163)+(12)(1-13)式中1為描述液膜最大厚度與寬度之比的系數。()為氣液自由界面的表達式。式(1-13)得精確度跟階數與1息息相關,當接觸角較大,1較大時求解出來的速度場分布與數值解偏差較大。而Mohamed等[25]用Ritz法求出了速度常通過這種方法確定速度場后,理論計算結果與實驗非常吻合。1.3.3溪流橫截面形狀圖1-3溪流橫截面形狀如圖1-3所示,在層流狀態(tài)下,對于溪流的橫截面形狀如何一般有兩種觀點。一種觀點認為,溪流橫截面形狀是由Young-Laplace方程控制[25,57,61]。由Young-Laplace方程可得:(1:2)1.5=cos+0(1-14)當=0時,=tan(1-15)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]淺析制冷劑的替代與發(fā)展[J]. 魏愷樂,周亞華,李中偉. 科技風. 2020(11)
[2]R1234ze與R152a混合制冷劑替代R22的可行性[J]. 霍二光,戴源德,耿平,曹孟冰. 化工學報. 2015(12)
[3]制冷工況下降膜冷凝器的制冷劑積存特性與傳熱性能[J]. 張發(fā)勇,劉金平,許雄文. 化工學報. 2015(12)
[4]Marangoni效應對降膜流動影響的模擬研究[J]. 全曉宇,耿洋,孫博,黃哲慶,劉春江. 天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2016(08)
[5]新型制冷劑R1234ze(E)及其混合工質研究進展[J]. 邱金友,張華,祁影霞,王襲,余曉明. 制冷學報. 2015(03)
[6]制冷用水平降膜式蒸發(fā)器研究進展[J]. 王學會,袁曉蓉,吳美,高贊軍,徐英杰,韓曉紅,陳光明. 制冷學報. 2014(02)
[7]制冷劑替代技術研究進展及發(fā)展趨勢[J]. 李連生. 制冷學報. 2011(06)
[8]接觸角的圖像處理與檢測[J]. 王曉輝,李軍建,楊威,李建祥. 光電子技術. 2011(01)
[9]高雷諾數豎壁降膜流動特性的數值研究[J]. 劉玉峰,童一峻,任海剛,張群. 紅外技術. 2010(10)
[10]制冷劑的替代與延續(xù)技術[J]. 馬一太,王偉. 制冷學報. 2010(05)
博士論文
[1]Phase-Field和VOF耦合方法及其在極限波問題中的應用[D]. 劉煜.清華大學 2016
[2]電場中彎月面蒸發(fā)特性及肋表面與光滑表面沸騰換熱的實驗與理論研究[D]. 高明.上海交通大學 2014
[3]非牛頓流體中多氣泡相互作用、聚并與破裂過程的數值模擬[D]. 劉靜如.天津大學 2014
[4]氣液降膜流動的計算傳遞學研究[D]. 孫博.天津大學 2013
[5]基于BEM與VOF波浪耦合模型的斜坡堤越浪研究[D]. 郭立棟.大連理工大學 2013
[6]基于VOF與湍流模型的閘下非恒定急變流試驗與數值模擬研究[D]. 牟獻友.內蒙古農業(yè)大學 2010
[7]表面涂層分布構型對降液膜流動及傳熱的影響[D]. 王群昌.大連理工大學 2011
[8]多相液膜流動的計算流體力學建模與驗證[D]. 許媛媛.上海交通大學 2010
碩士論文
[1]大接觸角滯后組合表面液滴運動及傳熱特性[D]. 胡少波.大連理工大學 2016
[2]高溫高壓環(huán)境下靜態(tài)及動態(tài)接觸角測量裝置設計[D]. 葉自強.大連理工大學 2016
[3]銅基底超疏水薄膜的制備與研究[D]. 張楠.北京理工大學 2015
[4]超疏水銅表面的制備及潤濕性研究[D]. 王憲.湖南工業(yè)大學 2014
[5]基于圖像分析技術的接觸角測量方法研究[D]. 張佩.華東理工大學 2014
[6]圓弧形護面斜坡式防波堤水動力及消浪特性研究[D]. 降英.長沙理工大學 2012
本文編號:3576746
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/dongligc/3576746.html
最近更新
教材專著