降膜式液膜蒸发器换热特性的实验研究

1引言降膜式蒸发器由于具有很高的换热强度和易操作性，在化工、食品、制冷和海水淡化等工业中得到了广泛的应用。对于垂直降膜的流动和换热特性，前人已经进行了很多的研究［‘－’］。但是绝大部分的研究工作都局限于单侧液膜的传热与流动问题，缺少对实际工程上采用的降膜蒸发器在同时考虑双侧传热时的实验结果。同时，大部分实验研究中采用恒热流的电加热方式，而对于工程上常用的蒸汽加热的恒壁温情况实验结果较少。此外，管壁材料对蒸发器换热性能的影响也需要进一步的研究。本文采用模拟工程上的竖直管降膜式蒸发实验装置，对不锈钢…     

制冷用水平管降膜蒸发器换热特性数值模拟

水平管降膜蒸发器相比满液式具有换热效率高、制冷剂充注量少等优点。文中采用分布参数法建立水平管降膜蒸发换热模型,应用MATLAB软件,对换热管在理想条件下的换热特性进行了数值模拟。研究了光管及Turbo-BII管在管外无干斑发生换热条件下,管外降膜蒸发换热系数、管内对流换热系数、总换热系数、热流密度、降膜蒸发因子、以及换热管单元换热量沿管长方向分布规律,并根据计算结果分析了管间距对换热的影响。该研究为应用于制冷空调领域水平管降膜蒸发器的设计提供理论指导,促进其在制冷空调领域的推广应用。     

水平管降膜蒸发器管外液体流动数值模拟

水平管外液体成膜厚度是反映管外液体流动情况的重要参数之一.本文用数值模拟的方法,通过计算不同条件下的液膜厚度来研究冷态情况下水平管降膜蒸发器管外液体流动的影响凶素.计算结果表明:液体的初始流速和管间距对蒸发器底部蒸发管管外液体的流动影响比较明显,要增大整个降膜蒸发器中成柱状流的管排范围,需同时考虑流速及管间距的影响,且二者的变化对成柱状流的管排数的影响趋势相反.     

水平管降膜蒸发器传热特性研究

建立了水平管降膜蒸发和管内凝结传热实验台,通过对实验结果的归纳,获得了水平管降膜蒸发器总传热系数随喷淋密度、蒸发温度、传热温差和蒸汽入口流速的变化规律,以及管间距对传热特性的影响。结果表明,总传热系数随喷淋密度、蒸发温度的增大而增大,随传热温差的增大而减小,而蒸汽流速对传热系数影响较小;在本文研究的管间距范围内,当管间距为46.7 mm时,总传热系数最高。     

蒸发式冷凝器传热性能实验研究

建立了蒸发式冷凝器传热性能测试实验台,着重研究了在传热实验台上蒸发式冷凝器管外水膜的传热性能.通过调节不同影响参数,测试了冷却水量和冷却风量对蒸发式冷凝器管外水膜传热系数的影响.实验结果表明,当喷淋密度为0.061kg/(m·s)和迎面风速为4.9m/s时,从经济性和安全性方面考虑,蒸发式冷凝器传热性能达到最佳状态.此...     

水平强化管外降膜蒸发特性的实验研究

降膜蒸发因其低充灌量和高换热性能在制冷行业逐渐受到关注。本文对三种具有不同强化表面的换热管,以R134a为工质进行了水平单管管外降膜蒸发实验。研究结果表明:强化管外换热系数不仅与热流密度有关,还与喷淋量有关,且在一定热流密度范围内,存在最优喷淋量;对于不同强化表面,降膜蒸发换热为管外多孔结构密度与齿化结构密度的综合表现,多孔结构密度与齿化结构密度越高,降膜换热系数也就越高。     

水平管外混合制冷剂的降膜滴状流动数值研究

降膜滴状流动因高传热和低成本等优点应用十分广泛,本文采用数值计算方法研究了水平管外混合制冷剂的降膜滴状流动和换热特性。首先采用流型和分离长度验证的方法提出一种可行的模拟计算方法,通过与实验对比验证了此方法和模型的可靠性,然后分别研究了雷诺数与管间距对管外降膜滴状流动形态和换热特性的影响。结果表明管间距为5 mm时,随着雷诺数变大,对流换热系数逐渐变大;当雷诺数为80时,随着管间距的增大,对流换热系数变化幅度较小。本文的研究方法和结果可以为混合制冷剂的降膜滴状流动的流型与传热研究提供参考。     

NH3/CO和R507/CO2复叠式制冷系统性能模拟分析

建立了NH_3/CO_2和R507/CO_2复叠式制冷系统热力学模型,并改变冷凝蒸发器换热温差、低温级蒸发温度和高温级冷凝温度来研究两种系统的性能。结果表明,冷凝蒸发器换热温差对R507/CO_2复叠式制冷系统效率影响更大,相同工况下,R507/CO_2复叠式制冷系统的COP略低于NH_3/CO_2复叠式制冷系统,但R507/CO_2复叠式制冷系统随低温级蒸发温度升高的增长速率较大,随高温级冷凝温度增长而降低的速率较小,且R507制冷剂比NH_3制冷剂更加安全,可以通过降低冷凝蒸发器换热温差,提高低温级蒸发温度,降低高温级冷凝温度的方法来提高复叠式制冷系统COP。     

水平管降膜蒸发器传热参数空间分布模拟研究

基于分布参数方法,对低温多效海水淡化系统中的单效水平管降膜蒸发器进行三维数值模拟,分析蒸发器传热参数在不同进料海水盐度及喷淋密度下的变化及空间分布规律。模拟结果显示:蒸发器平均传热系数随进料海水喷淋密度的增加及盐度的降低均有所升高。在管内蒸汽在二管程末端完全凝结的前提下,蒸发器表观传热温差随进料海水喷淋密度的增加及盐度的降低而减小。二次蒸汽最大饱和温度降随进料海水喷淋密度的增加及盐度的降低而减小。传热量及传热系数在蒸发器内空间分布规律随喷淋密度变化而改变。     

强化管表面水降膜蒸发的实验研究

本文研究了三种强化管对降膜蒸发换热效果的影响,利用热阻分析的方法,求得不同工况下降膜蒸发的换热系数。以水为介质,实验在绝对压力为1000Pa的条件下进行。通过对换热系数与降膜流量之间关系的研究,发现随着流量的增大,降膜蒸发过程分成管壁部分干涸以及全湿润两个状态;当流量处于转变值时,降膜蒸发的换热系数达到最大值。另外结果表明,当降膜雷诺数在10～110范围内,Turbo-CAB(26fpi)管表面的降膜蒸发换热系数是光管的3～5倍;但当液膜完全覆盖Turbo-CAB的翅片时,其强化换热效果将变差。     

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。     

氨水吸收式制冷系统及关键设备的研究综述

氨水吸收式制冷是一种绿色环保、节能减排的制冷技术。文中研究了国内外在系统整机方面的最新研发成果,分析这些设备的运行情况。分别从制冷系统优化设计、吸收器内气液传热传质的强化方法和途径、气液界面Marangoni效应和流体形态对传质影响这四个角度,详细论述了国内外高校与科研单位近年来的研究成果。     

BOILING CHARACTERISTICS OF R-11 IN COMPACT TUBE BUNDLES WITH SMOOTH AND ENHANCED TUBES

This study presents new data on nucleate boiling heat transfer obtained in compact horizontal tube bundles with small tube gaps. The experiment investigates the heat transfer enhancement effects by the restricted spaces comprising the compact tube bundles and the enhanced heat transfer tubes for nucleate boiling heat transfer of R-11 at atmospheric pressure. A roll-worked tube was used as a new type of enhanced heat transfer tube. The experimental results show that the small tube gaps can greatly enhance boiling heat transfer in a smooth tube bundle, while enhancement effects of small gaps were not quite significant for the enhanced tube bundle. There is a compound effect from the enhanced surface and the restricted space only for the enhanced tube bundle with the tube gap of 0.5 mm. The effects of the tube positions within both compact tube bundles on the boiling heat transfer were minor.     

BOILING HEAT TRANSFER MECHANISMS IN A HORIZONTAL TUBE BUNDLE

The effect of thermal environment on boiling heat transfer performance in a section of a horizontal tube bundle was investigated using R-113 as the working fluid. The in-line tube bundle has five columns and 27 rows with a pitch-to-diameter ratio of 1.3. Heal transfer coefficients obtained from the instrumented tube in the tube bundle with only one tube heated while the other tubes remained unhealed and with all the lubes in the bundle heated are reported for a range of heat flux, pressure, mass flow rate, and quality. The results showed that heat transfer coefficient of a tube in a heated bundle is slightly higher than that in an unhealed bundle, with the variation of heat transfer coefficient decreasing as heat flux, mass flow rate, or pressure increased. It was also found that higher quality would tend to improve the heat transfer. However, the effect of quality disappeared as heat flux, mass flow rate, and pressure increased. Based on the experimental data, the mechanism of the heat transfer augment due to thermal environment was analyzed. It was proposed that fluid agitation and thin liquid film formation are two main factors for a heated bundle to have better transfer performance than an unhealed bundle,     

波纹板片上降膜吸收过程的传热传质数值仿真

建立了在连续的竖直波纹板上降膜吸收过程的传热传质数学模型,并进行了无因次化处理和仿真数值计算。给出了溶液液膜内流场、温度场、质量分数分布的计算结果,比较了交叉双尺度波纹板片和当量平板上的吸收传热和传质系数随不同溶液喷淋密度的变化结果,显示出前者具有更好的性能,并讨论了波纹节距对传热和传质系数的影响关系。     

双回路紧凑型干式蒸发器的设计

对一种双回路紧凑型干式蒸发器进行了设计,给出了合理、新型的结构布置;对传热性能进行了计算,分析了污垢热阻对传热总热阻的影响。认为双回路紧凑型干式蒸发器实现了结构紧凑、节约空间的目的,随着并联机组应用的增加,该类型的干式蒸发器的应用也将日趋广泛。计算表明,采用高效强化换热管后,污垢热阻的数值将对传热强度构成重要影响,除垢防垢将成为提高传热效果的重要内容。双回路紧凑型干式蒸发器的设计和制造,对加工工艺提出了更高的要求。     

强化管管外升膜蒸发换热特性实验

升膜蒸发是利用微细槽道对液体的毛细抽吸作用,在强化管外表面覆盖一层薄液膜,进而以薄膜蒸发的形式实现强化换热.本文针对强化管在水中的浸入深度,蒸发压力,加热壁面过热度等因素对升膜蒸发换热性能的影响展开实验研究.实验结果表明随着管外液位的降低升膜蒸发换热系数明显提高,此外,蒸发压力和加热壁面过热度因素对升膜蒸发换热性能也有着显著的影响.     

电动汽车空调热泵微通道换热器扁管布置方式对制热性能的影响

本文针对电动汽车空调热泵系统的室内微通道换热器制热性能进行了研究.首先对换热器的流程排布进行了优化分析,得到四流程12-13-13-12模型性能最优.在优化分析的基础上,实验研究了室内换热器扁管横竖布置方式对单体及系统制热性能的影响.结果发现在单体实验中,扁管竖置布置时的内部制冷剂分布均匀度远好于扁管横置布置,其换热量与出风温度比扁管横置布置分别提高了11.2%~16.5%与6.3%~8.4%.系统制热实验结果表明,扁管横置布置的制冷剂分布均匀度仍小于扁管竖置布置,且其受压缩机转速影响较大.而当扁管竖置布置时,制冷剂分布均匀度随着压缩机转速增大而减小.而随着室外环境温度的降低,扁管竖置布置的优势减弱。     

降膜结晶过程传热传质简化积分模型模拟计算

本文在对降膜结晶分离过程进行传热传质分析的基础上,建立了简化数学模型。文中按时间先后次序分成若干时间流股,并对每一流股按随体坐标自上而下对传热和传质方程进方积分,其中利用稳态充分发展的传热传质公式计算局部、即时的结晶量,进一步将不同时间流股所得结晶量叠加即得到结晶在空间和时间上的分布。文中将计算结果与所作的实验结果进行了比较,二者吻合较好。最后利用本文的计算模型进一步对广泛的影响因素进行了研究,获得一系列有益的结果。     

三效吸收制冷循环的性能分析和优化

本文建立了使用溴化锂溶液作为工质的三种流程的三级三效吸收制冷循环模型,进行了性能比较计算,结果表明并联流程循环的性能系数ＣＯＰ最高;同时本文进一步对并联流程和串联流程的三效吸收制冷循环分别进行了关于溶液分配率和总体热交换面积分配率的优化计算,得到了不同设计工况时面积分配率与ＣＯＰ的关系,为三效吸收循环的最优设计提供了理论依据。