不同进口微通道蒸发器温度分布及换热性能

使用扁管式微通道换热器替代柜式空调管翅式蒸发器，搭建了微通道蒸发器(MCE)实验测试平台。在制冷剂充注量为900～1 400 g、热负荷为3 600～5 700 W条件下，对比分析了两种入口方式的微通道蒸发器表面温度分布以及制冷量、输入功率、EER等性能参数。红外图像和热电偶测试结果均表明，入口方式对换热器内部制冷剂分配均匀性存在较大影响，进而影响了换热器表面温度分布一致性；随着充注量的增加，两种微通道换热器制冷量、EER均呈现先增大后减小的趋势；综合考虑制冷量和输入功率，得到MCE-A和MCE-B的最佳充注量分别为1 300 g和1 200 g。     

金属泡沫填充管换热性能的实验研究

本文通过搭建流动与换热实验平台,对10 PPI,30 PPI,70 PPI三种不同孔密度的不锈钢金属泡沫填充管的换热性能进行了实验研究,分析了管内入口雷诺数、入口温度以及孔密度对管外壁Nu数的影响。研究结果表明,金属泡沫填充管的换热强度较光管条件下提高,且30 PPI和70 PPI的换热强度都大于10 PPI填充管的换热强度;在本文的研究工况下,金属泡沫填充管的管外壁Ⅳu数随管内雷诺数的增大变化不明显,随管内入口温度的增加而增大;三种金属泡沫填充管的换热综合评价因子都大于1,且基本不随雷诺数的变化而变化。     

太阳能光伏光热扁管式蒸发器性能分析

根据太阳能光伏光热蒸发器与制冷系统之间的能量平衡,建立了光伏光热扁管式蒸发器性能的数理模型。该模型考虑了光伏光热扁管式蒸发器的传热系数变化,并分析了太阳辐射强度、环境温度、制冷循环的蒸发温度对光伏光热扁管式蒸发器的电池板温度、电池板光电转换效率、电池板发电功率以及光伏光热蒸发器散热量的影响。     

结构参数对D型集流管气冷器流量分配性能的影响

构建了采用D型集流管的微通道平行流气冷器模型,分析了结构参数对超临界CO_2在其内流量分配性能和压降的影响。涉及参数有扁管长度、宽度、微通道孔径以及与集流管的组合深度等。结果表明,在本文计算范围内,扁管微通道孔径、扁管与进出口集流管组合深度和集流管进口雷诺数对气冷器流量总分配不均匀度的影响较大,扁管长度和间距对其影响相对较小。对于本文研究的气冷器,建议微通道孔径不小于0.7mm,扁管与集流管组合深度应取T=0。     

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采用FLUENT软件分别对外加均匀横向磁场的等截面三维充分发展液态金属管流的层流模型和低雷诺数湍流Lam/Bremhost(LB)模型进行了数值模拟,分析了外加磁场对普通方管LB模型速度分布和压降的影响。比较在相同哈特曼数下,层流和湍流模型方管截面上速度分布和管道中MHD压降。其中,对电流的计算采用磁感应方程来求得。数值模拟结果证明了用低雷诺数LB湍流模型解决方管磁流体流动的可行性。通过层流模型和湍流模型的对比可知,层流模型有较短的入口长度,但管内流体的压降却很大;而湍流模型管内速度更加平均化,管内压降较小,但管内入口长度较长。     

托卡马克真空室内线圈水冷管道接头强化二次流的数值研究

基于计算流体力学(CFD)理论,研究了不同曲率半径的螺旋导流片的托卡马克真空室内线圈水冷管道接头。利用湍流数值模拟方法,分析了线圈管道接头导流片曲率半径比、冷却水入口流速对线圈管道内流体平均雷诺数分布的影响。结果表明,不同导流片曲率半径比的线圈管道内的流体雷诺数分布曲线相似,平均雷诺数随入口流速的增加而增大,管道接头出口雷诺数随导流片曲率半径比的增大而减小,导流片曲率半径比小的管接头更适用于线圈水冷曲线管的二次流强化。此外,还为导流片曲率半径比为0.2的管接头拟合了管接头出口雷诺数与入口流速的关系式,为进一步研究类似于托卡马克真空室内线圈管道的曲线管接头的二次流强化提供理论基础。     

扭曲螺旋管内LNG的传热与流动特性研究

采用数值分析方法,分别对液化天然气(LNG)在扭曲椭圆管和扭曲扁管内发生相变时的传热和流动特性进行了研究,分析了管道长短轴之比和雷诺数对管道换热性能的影响。结果表明,扭曲管道内流体流动产生的二次流强化了管道的传热性能。扭曲椭圆管道的综合性能系数PEC值均大于1,其换热性能优于相同条件下的圆管;扭曲扁管的长短轴之比小于2时,在低雷诺数时的PEC值小于1,此时扭曲扁管的换热性能不如相同条件下的圆管。在管道长短轴之比相同时,相同条件下扭曲椭圆管的综合性能优于扭曲扁管。     

翅片厚度对平行流蒸发器传热与流动性能的影响

基于某车用空调多元平行流蒸发器,以平行流蒸发器的百叶窗翅片为研究对象,利用ANSYS 15.0软件对百叶窗翅片模型进行数值模拟,研究探索百叶窗翅片厚度对平行流蒸发器传热与流动性能的影响,并分别对其五种结构在不同雷诺数Re_(LP)时的传热与流动性能进行了综合评价分析。将数值模拟结果与经验关联式进行对比,传热因子j与阻力特性f因子的最大误差分别为12.16%和5.29%,满足实际工程误差允许范围。结果表明:在雷诺数ReLP不变时,换热系数与压降均随着百叶窗翅片厚度的增加而增大;采用综合评价因子j/f~(1/3)分析得出,A型结构翅片综合性能最好,能够有效强化空气侧换热、提高系统的换热能力,其研究结果可为百叶窗翅片结构优化提供参考依据。     

机械式冷藏车蒸发器结霜特性的研究

机械冷藏车蒸发器结霜会增加传热热阻和减小换热量,必须对结霜过程进行深入了解。建立了一个机械冷藏车蒸发器结霜的数学模型,并计算了结霜量、蒸发器换热量随时间的变化过程。获得了各个入口空气参数对蒸发器结霜厚度和换热量的影响规律。研究发现结霜严重地影响了蒸发器换热性能。     

基于ANSYS优化设计的蒸发器异型管板工程图的实现

基于制冷装置蒸发器异型管板无设计标准可依的现状,文中介绍开发的蒸发器异型管板辅助设计系统。在蒸发器异形管板三维优化设计模型的基础上,采用Visual Basic对ANSYS及AutoCAD软件进行二次开发,从三维造型图提取尺寸数据,实现了蒸发器异形管板二维工程图的快速生成,为企业快速响应市场奠定基础。     

管排数对翅片管蒸发器换热性能影响的仿真计算

通过对翅片管蒸发器建立集中参数模型,研究了管排数对变频空调蒸发器换热性能的影响。研究结果表明,管排数增加,总换热量的增加并不显著,但管排数每增加一排平均每排管的换热量减少18%左右;风机功率越大,达到最大换热量的管排数也越多。     

非均匀加热条件下内插扭带管强化传热模拟分析

以水为工作介质,采用欧拉多相流模型和非平衡沸腾模型,当流速在0.3~0.7m·s^-1范围内、工作压力为4.5MPa、热流密度为2MW·m^-2时,数值模拟了内插扭带管和光管管内流动过冷沸腾传热。对比了两种管道的换热系数、气泡份额、流动速度、流场流线、固体组件温度和压降,分析了内插扭带管的综合性能。结果表明,与光管相比较,内插扭带管的换热系数提高约6%~90%,压降增大约200%~250%,得到流速在0.4~0.6m·s^-1范围内时内插扭带管的综合性能评价因子η为1.1~1.3。     

高温超导电缆用波纹管内液氮流动特性的数值研究

随着超导技术的发展,高温超导电缆在电力输运中逐渐得到重视并进行了广泛的研究。由于波纹管具有良好的柔韧性和收缩性,在高温超导电缆中作为杜瓦放置电缆,冷却超导体用的液氮需流经波纹管。在系统设计中,需要对液氮在波纹管中的流动特性加以了解。为了研究液氮在波纹管内的流动特性,对其进行了数值计算及理论分析。分析表明:压力损失随入口速度的增大而增大;在波纹内形成了涡旋流;在所考察的雷诺数范围内,雷诺数对摩擦系数的影响不大,而波纹尺寸对摩擦系数具有主要的影响。摩擦系数随s/t的增大而减小。。     

变角度百叶窗翅片的数值模拟和性能分析

为研究变角度百叶窗结构对平行流蒸发器换热性能的影响,文中建立了一种均匀角度百叶窗和两种变角度百叶窗的计算模型;采用fluent软件数值模拟了空气侧的传热和流动过程,得到了百叶窗翅片的速度场、温度场及压力场;将数值模拟结果与相关文献实验关联式结果进行对比,验证了数值模拟的可行性,分析了迎面风速对换热和压降特性的影响;并利用公式j/f1/3,比较了三种翅片的综合性能,发现变角度百叶窗翅片综合性能优于均匀角度百叶窗翅片。     

水平管内二氟乙烷两相流动摩擦压降实验研究

对制冷剂二氟乙烷(HFC-152a)在内径为8mm的水平管内进行了两相流动沸腾摩擦压降的实验测量.实验测量的压力范围为0.19—0.41MPa,热流密度范围为14—62kW/m2,流量范围为128—200kg/m2s.实验测量表明:HFC-152a的两相摩擦压降随质量流量、质量含气率的增大而增大;热流密度则对摩擦压降的直接影响很小,但通过影响两相流流型间接影响了摩擦压降;当流型由分层流动转变为半环状流或环状流时,总压降中加速压降所占比例有所减小,而摩擦压降所占比例则有所增大;摩擦压降随饱和压力的增大而减小.使用两个应用广泛的压降计算式进行了计算.实验测试结果与计算结果对比后发现,Friedel模型与实验结果偏差较大,而Müller-Steinhagen-Heck模型则与实验结果符合较好.     

风速分布形状对空调中翅片管蒸发器性能的影响

通过建立空调蒸发器分布参数模型,并对模型进行了验证,进而研究了四种不同风速场对R22和R290翅片管蒸发器流动和换热性能的影响规律。研究表明:在上三角型、下三角型和三角型风速场分布下,蒸发器单位面积换热量、质量流量以及压降均较均匀风速场降低;上三角型较均匀型单位面积换热量下降达7%左右,下三角型和三角型较均匀型下降4%左右;在不同风速场下,各换热温差基本持平,总传热系数起主导作用;R290质量流量均较R22小40%左右,且压降均较R22小24%左右。在满足换热量的要求下,R290在协调压降与质量流量具有一定的优势,可以作为现有空调制冷剂R22的环保型替代工质。     

Influence of nucleation on the flow boiling heat transfer coefficient of a refrigerant mixture under varied heat flux conditions

The influence of nucleation on the flow boiling heat transfer coefficient of R-134a/R-290/R-600a refrigerant mixture is experimentally studied in a smooth horizontal tube of 12.7 mm diameter. The heat transfer coefficients are experimentally measured for stratified flow patterns under a varied heat flux condition; a condition found in the evaporator of refrigerators and deep freezers. The experiments are conducted in a counter-current heat exchanger test section. By regulating the flow rate and inlet temperature of acetone, which is the heating fluid flowing in the outer tube, a varied heat flux is provided to the refrigerant flowing in the inner tube. The refrigerant mass flow rate is fixed between 3 and 5 g s⁻¹ and its inlet temperature between −8.59 and 5.33°C, which corresponds to a pressure of 3.2 to 5 bar. The significance of nucleate boiling prevailing in the above-mentioned evaporators is highlighted. The experimental heat transfer coefficients are also compared with well known heat transfer correlations.     

油气两相流体纵掠水平螺旋扁管管束摩擦压降的实验研究

以汽油-压缩空气为介质,对气液两相流体纵掠螺距为200mm的螺旋扁管管束的摩擦压降进行了实验研究。讨论并分析了质量含气率、混合物质量流速对摩擦压降的影响。提出了两种预测两相摩擦压降的方法:全液相摩擦乘子、L-M关系式。     

新型涡流管的制冷特性研究

以新型涡流管为研究主体,通过实验,研究涡流管操作参数对涡流管性能的影响。根据实验数据,分析改变温度压力等操作参数对涡流管能量分离效应的影响。试验结果表明:当提高涡流管进气温度,其冷热两端出气温度升高,但并不影响涡流管的制冷效率;增加涡流管进气压力会提高涡流管制冷效应,并在冷流率为0.2时效果最明显;制冷效率随节流阀开度增加而增加且最终趋于稳定,而制热效率则随节流阀开度增加而减小并最终趋于稳定。     

翅片管式蒸发器结构对结霜特性影响的研究

理论研究了翅片管式蒸发器不同的结构参数,如管排数、翅片间距对风冷热泵室外侧蒸发器结霜特性的影响,获得了蒸发器结构参数对蒸发器结霜厚度和空气侧压降的变化规律。研究发现蒸发器结构参数对蒸发器结霜有很大的影响。计算结果和实验测试的结果吻合较好,研究结论为翅片管式蒸发器除霜以及优化设计提供了可靠的依据。