蒸发式冷凝器管外流体流动与传热传质强化

蒸发式冷凝器是一种高效散热设备,能源危机和水环保促进了它的应用.提出了扭曲管强化管外水和空气流动及传热传质,测试了圆管、椭圆管、扭曲管等三种水平管蒸发式冷凝器的流动与传热传质性能,结果表明,扭曲管间为有序的可控制水流,分布均匀,脱落速度快,更易形成柱状流,管表面水膜厚度比现有圆管和椭圆管小;传热传质系数随冷却水喷淋密度及风速的增大而增大,但冷却水喷淋密度增大至一定值后,对传热传质系数基本没有影响;扭曲管的传热传质系数高于椭圆管,特别是圆管,总结了扭曲管传热传质系数经验式.     

迎面风速和喷淋密度对蒸发式冷凝机组的影响

迎面风速和喷淋密度会影响蒸发式冷凝器的传热传质效率。本文搭建了R404A制冷系统实验台,测试了不同的迎面风速和喷淋密度下系统的冷凝压力、制冷量和能效比,并对数据进行了分析。结果表明:对于蒸发式冷凝器制冷机组,喷淋密度的控制较迎面风速更为重要;机组存在最佳迎面风速(3.1～3.3 m·s-1),在迎面风速增加到最佳值之前,风速每增加1 m·s~(-1),EER增加0.3～0.37,当迎面风速超过最佳值后,管外水膜将遭到破坏,蒸发式冷凝器的换热性能趋于稳定,因此冷凝压力和制冷量趋于稳定;最佳喷淋密度为0.057 kg·m~(-1)·s~(-1),在喷淋密度增加到最佳值之前,喷淋密度每增加0.01 kg·m~(-1).s~(-1),EER增加0.27～0.31,当喷淋密度超过最佳值后,管外水膜变厚,水膜热阻增加,蒸发式冷凝器的换热性能减弱,因此冷凝压力升高明显,制冷量下降明显。     

水分布对蒸发式冷凝器传热传质的影响

蒸发式冷凝器具有节水、节能、结构紧凑等优点而在工业制冷等领域得到了广泛的应用.在蒸发式冷凝器性能测试实验平台基础上,测试了水流参数如喷淋密度和水温对蒸发式冷凝器传热传质性能的影响.结果表明,在满足最小喷淋密度后,喷淋密度对蒸发式冷凝器传热传质性能影响很小;在稳定的操作条件下,蒸发式冷凝器水盘中的水温可以保持恒定;循环冷却水水温降低1.1～2.0℃,在相同的操作条件下,蒸发式冷凝器传热传质系数可以分别提高7.2%～16.9%和34.5%～63.4%.     

商用空调用多元平行流冷凝器的实验研究

针对商用空调应用环境,在换热器实验台进行多组平行流冷凝器性能实验,重点研究环境温度和流程分配对平行流冷凝器的流动和传热性能的影响,并与翅片管式换热器进行对比。实验结果表明:平行流冷凝器的换热量及制冷剂流动阻力均随蒸发温度上升而增大;平行流冷凝器的流程分配对制冷剂流动阻力影响显著;同等条件下平行流换热器的传热性能是翅片管式换热器的3~4倍。合理的流程分配可以提高平行流冷凝器的流动和传热性能,拓展其应用范围。     

蒸发冷凝器在太阳能复合制冷系统中的仿真研究

基于EES软件,利用分布参数法建立蒸发冷凝器仿真计算模型,并实验验证模型的准确性,选取R236fa为工质,计算分析不同管长、管径、微肋等结构参数变化对蒸发冷凝器换热性能的影响。研究表明:蒸发冷凝器的结构参数对其换热性能影响较大,在文中的研究工况下,长度为7~9m,内管外径为9~11mm,外管内径为30~36mm时,蒸发冷凝器换热效果最优。另外,微肋管的齿高、螺旋角、齿顶角变化也会影响蒸发冷凝器的换热性能,换热量随着肋高和螺旋角的增大而增大,随着齿顶角的增大而减小,本研究可为下一步蒸发冷凝器的优化设计提供参考和理论依据。     

喷淋蒸发翅管式冷凝器传热传质研究

采用蒸发式冷凝器可以降低制冷装置不可逆传热损失,提高机组效率。该文提出在制冷装置中采用喷淋蒸发翅管式冷凝器,分析了喷淋蒸发翅管式冷凝器的传热过程,建立其传热传质数学模型和设计计算方法,简要分析了环境温湿度、管翅结构、风速、淋水量等一些主要因素对传热传质性能的影响,为该种冷凝器的设计和应用提供理论参考。     

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。     

弧线管传热与污垢性能的实验研究

本研究先进行了弧线管的传热性能实验,得出了弧线管管内强制对流换热关联式。以硬度 800 mg/L的人工硬水作为工质,在流速 0.20 m/s,管外水浴温度 80℃和相同管内工质入口温度的条件下,进行了弧线管及其对应光管管内污垢的对比实验。结果表明,弧线管有良好的传热与阻垢两方面的综合性能。     

水平管降膜蒸发器传热优化研究

基于分布参数方法,对大型制冷系统中的水平管外降膜蒸发进行了传热优化数值模拟计算.在计算中,分析了饱和的液态制冷剂R134a在水平的铜管束外流动蒸发的换热特性.模型考虑了不同的管子类型和2流程不同管程布置对蒸发器换热特性的影响,结果表明,蒸发器采用Turbo-EHP管的性能高于其它管;不同管程布置对蒸发器性能的影响比较大,其中,下进上出管程布置的换热性能优于其它管程布置.同时,本文考虑了传热管外"干斑"对换热的影响.本文结论对于大型制冷系统中的降膜蒸发器传热优化设计具有指导性意义.     

工业用蒸发式和水冷式冷凝器的循环水量和能耗研究

通过计算与现场测试,分析比较了蒸发式与水冷式冷凝器的循环水量和能耗。参照美国的经验数据,蒸发式冷凝器的循环水量约为立式水冷式的19%、约为卧式水冷式38%。现场测试发现,三种典型品牌蒸发式冷凝器的实际平均循环水量约为立式水冷式的51%、约为卧式水冷式的76%。三种典型品牌蒸发式冷凝器的单位排热量水泵能耗差异近一倍。它们的水泵平均能耗约为立式水冷式的46%、约为卧式水冷式的42%。实际运行中,蒸发式冷凝器的风机能耗占主导。     

回收湿焓的新风换气节能空调换热部件的两相流模拟

本文着眼于一种回收湿焓的新风换气节能空调,基于Volume of Fluid算法,建立其核心换热部件波纹板换热器板外两相流传热传质的计算模型,并利用该模型模拟分析了壁面热流密度、喷淋水入口温度、喷淋水量、气相进口速度及板间距等因素对板外传热性能的影响。结果表明:热流密度对壁面温度、两相界面温度的影响是线性的;壁面热流密度增大、冷却水喷淋密度减小、气相进口速度提高、板间距减小对传热传质效果具有强化作用。     

喷雾冷却相变传热的建模与模拟计算

喷雾冷却是一种高效的热控技术,为了探索形成完善的喷雾冷却技术设计流程,文章开展了喷雾冷却传热过程的建模研究.针对喷雾冷却传热过程的模拟计算,基于喷雾冷却相变传热的4个传热机制:液膜对流传热、池沸腾传热、二次气泡沸腾传热、二次气泡高频化机制,利用Monte Carlo方法描述了不同粒径与速率分布的液滴撞击液膜并生成二次气泡的过程,通过液态介质中气泡生长速率的解析计算模型考虑了气泡的生长过程,并结合模化气泡与气泡之间、液滴与气泡之间、气泡与液膜之间的干涉行为描述了气泡的演化过程,通过综合液膜单相对流与气泡相变传热,发展了喷雾冷却相变传热模拟计算方法.基于喷雾冷却实验台开展了稳态喷雾冷却实验,实验校核结果表明,计算方法能够较好地模拟喷雾冷却相变传热性能.另外还分析了影响本方法计算精度的两类因素.      

雾化喷射冷却的机理及模型研究

雾化喷射冷却的换热机理十分复杂,目前其研究还很不成熟。本文从喷射雾滴的特性参数出发,以被冷却表面上形成的喷射液膜为对象,考虑了冷却液体向环境的散热,建立质量、能量守恒方程,得到半经验半解析的雾化喷射换热模型。其中,本文提出真换热系数和显换热系数的概念,认为显换热系数受空间散热影响,而真换热系数只与喷雾动量有关。最后设计了雾化喷射局部换热实验,对模型进行检验,结果表明,该模型能够较好地符合实验所得的换热系数及加热面表面温度沿喷射半径的分布趋势。     

R600a喷雾冷却系统换热过程

以R600a压力式封闭系统喷雾冷却过程为研究对象,对其换热过程进行分析。对液滴撞击热面后的状态进行建模,分析了其运动状态。通过忽略液膜的对流换热,引入韦伯数来简化并修正雾滴与热源表面的对流换热系数关联式;借鉴二次成核理论,通过单位时间内,单位面积上覆盖的雾滴数量对核态沸腾换热系数关联式修正。通过上述分析,以对流换热和核态沸腾换热两种机理为中心,建立了新的换热系数关联式。通过与其他文献的关联式、实验测量值进行比较、不同工质进行比较、不同实验系统比较,发现该式预测值和实验测量值偏差在±20%以内,能够很好地预测压力式封闭系统喷雾冷却过程的换热系数。     

喷水室典型空气处理过程中空气流速的实验研究

针对纺织厂空调系统的核心-喷水室,研究喷水室内处理空气的冷却减湿和等焓加湿两个典型热湿交换过程。提出Re准数对传热传质有显著作用,而Re数的大小取决于流体速度。通过实验研究当空气流速从3m/s提高到5m/s时对喷水室热湿交换性能的影响,从而确定空气流动速度因素对两个热湿交换效率的影响趋势。根据拟合的数学曲线,总结出当空气的流动速度提高后,热湿交换效率相应提高。从而推动高速喷水室在实际工程中的应用。     

开式单喷嘴喷雾冷却均匀性实验研究

针对高热流密度激光介质高效散热与均匀冷却技术需求，设计并搭建了以去离子水为冷却工质的开式单喷嘴喷雾冷却实验平台，实验研究获得了不同热流密度（16～110 W/cm2）、不同冷却工质流量（200～300 mL/min）以及不同喷雾高度（15～25 mm）下单相喷雾冷却换热系数及其冷却均匀性效果。结果表明:该实验工况下，不同热流密度条件下喷雾高度及工质流量对于单相喷雾冷却换热效率及温度均匀性影响显著；喷雾高度15 mm、工质流量200 mL/min时获得最大对流换热系数为5.93 W/（cm2·K）；喷雾高度15 mm、工质流量250 mL/min时面积20 mm×20 mm的热源表面温度均匀性最佳可优于0.6 ℃。     

水喷射淬冷高温壁面的传热实验研究

本文采用直接表面温度测量的方法对水喷射高温壁面的传热过程进行实验研究．系统地研究了射流出口速度、冷却水过冷度、喷嘴至加热面的间距、初始壁温以及水喷雾的流量密度等参数对淬冷表面的膜态沸腾、最小临界点、过渡沸腾、最大临界点等传热过程的影响，给出了有关实验结果，分析了它们的特点。     

R407C水冷冷凝器传热强化的实验研究

本文通过实验,研究了替代制冷工质R407C在螺旋隔板花瓣管冷凝器中的传热性能,实验结果表明,随着热流密度的增加,冷凝器的总传热系数也不断增大。在相同热流密度下,其总传热系数比板式冷凝器提高40％以上。