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...     

冷库翅片管蒸发器性能测试实验研究

利用低温风洞实验室研究了过冷度、过热度、蒸发温度、迎面风速对冷库蒸发器性能的影响。结果表明:当环境温度为0℃和-18℃时,过冷度从1℃增加到6℃,制冷量近乎呈线性增长,平均每过冷1℃制冷量分别增加了2.63%、2.72%;过热度从0℃增加到5℃,制冷量随过热度的增大而逐渐减小,平均每过热1℃制冷量分别减小了0.99%、0.38%;迎面风速从3.8 m/s增加到5.8 m/s,制冷量随迎面风速的增大而逐渐增大,平均每增加0.5 m/s的风速制冷量分别增大了1.01%、0.57%。蒸发温度从-29℃增加到-25℃,制冷量近乎呈线性增长,平均每增加1℃蒸发温度制冷量增加了4.6%。     

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.     

制冷剂充灌量对冷藏柜制冷性能影响的试验研究

冷藏柜制冷剂容量较小,系统中制冷剂充灌量的变化对制冷性能会产生很大的影响。通过改变系统中制冷剂充灌量,研究了制冷性能参数随制冷剂充灌量的变化趋势,为合理确定制冷剂充灌量提供了一定的依据。随着制冷剂充灌量的增加,蒸发压力和冷凝压力升高,蒸发器换热温差减小,过热度减小,冷凝器换热温差增大,过冷度增大;冷凝压力和蒸发压力压差增加,压比减小;压缩机平均功耗先减小后增加,制冷量则先增加后减小。     

R134a在水平管外降膜蒸发的实验研究

实验研究了不同热流密度不同液膜流量下,R134a在垂直布置的七根水平强化管外的降膜蒸发传热特性。结果表明:相同热流密度下在液膜流量较小阶段,管外传热系数随着液膜流量增加而明显增加;随着液膜流量的进一步增大,管1~3的管外传热系数保持不变,管4~7的管外传热系数先增大后减小。同时发现,液膜流量为0.159 kg·m~(-1)·s~(-1)时,随着热流密度的增大所有管的传热性能先增大后减小,并且转折点出现在较小的热流密度下;液膜流量为0.29 kg·m~(-1)·s~(-1)时,管1性能一直增强,管2~4的传热系数随热流密度增大先增大后减小,管5~7的传热系数一直减小,并且管1~4转折点出现在较大热流密度下。     

平行流冷凝器在冰箱制冷系统中的应用研究

铝制平行流冷凝器以其质量轻,传热系数大而日益受到小型制冷装置的青睐。把平行流冷凝器引入家用冰箱并进行节能分析讨论。通过建立冰箱箱壁式冷凝器和冰箱平行流结构风冷式冷凝器的传热理论数模,在制冷量相同的前提下,计算得出在相同测试工况(ASHARE标准)和相同冷凝换热面积时,两台同型号冰箱因冷凝换热器的结构形式改变而引起的能效差异。结果显示:相同测试工况运行,平行流冷凝器相比箱壁式,换热面积减少75%,耗材成本大大降低。相同冷凝换热面积运行,平行流冷凝器冷凝温度相比箱壁式下降约11.5℃,制冷循环的能效比EER提高约5.5%。     

降膜蒸发冷却器性能实验台的研制

本文研制的降膜蒸发冷却换热器性能实验台,可针对蒸发式冷却换热器的传热性能进行实验研究。实验台可进行变工况调节,换热量在15～34 kW之间;所需热水水泵的功率为0.37 kW,喷淋水水泵功率为0.15 kW;冷却空气采用变风量控制,风量介于0～2 700 m~3/h;被冷却介质采用软化去离子水,软化水器的供水量≥0.662 m~3/h。实验台可进行蒸发式冷却器冷却介质温度和流量、喷淋密度、迎面风速、环境湿球温度等参数对冷却器传热性能的影响规律研究,可获得优化的运行参数。     

吸气温度对风冷压缩冷凝机组性能影响的试验研究

保持环境温度32℃和蒸发温度-7℃不变,分析吸气温度的变化对风冷压缩冷凝机组的性能影响。随着吸气温度的变化,风冷压缩冷凝机组存在特征明显的循环过程。吸气温度每升高1℃,制冷量受过热度增加的推动会显著提高4.1%,输入功率微弱下降0.2%,EER提高4.8%,但排气温度也会升高1%,质量流量会下降0.62%。机组实际运行中推荐吸气温度控制在17℃-19℃,此时制冷量平均达到20.2kW,EER达2.35,排气温度有效控制在85.1℃以下,过热度控制在18.9℃-20.3℃,实现机组的性能最优。     

水平管内乙烷饱和流动沸腾传热实验研究

本文对乙烷在内径为8 mm的水平管内进行了饱和流动沸腾传热特性的实验测量。实验测量的压力范围为0.35～0.57 MPa,热流范围为13.2～65.9 kW·m~(-2),流量范围为55.3～92.2 kg·m~(-2)·s~(-1),并系统分析了质量流量、热流密度、含气率对饱和流动沸腾传热系数的影响。最后将实验结果同九种关联式进行了比较,渐进模型的两种关联式和增强模型的两种关联式计算结果较好,平均偏差都小于15%。     

高温级输气量对变频复叠制冷系统的影响

为了研究高温级输气量对R410A/R410A变频复叠制冷系统的影响,搭建了变频复叠制冷系统实验台。实验研究了高温级输气量在不同工况下对R410A单一制冷剂变频复叠制冷系统性能的影响规律。实验结果表明:冷凝温度为30℃、蒸发温度为-34～-42℃,高温级压缩机排气温度低于120℃,系统可以安全稳定运行;蒸发温度为-42℃时,高温级输气量从4.44×10~(-4)m~3/s增加到8.82×10~(-4) m~3/s,系统制冷量增加了81.65%,即高温级输气量每增加5.5×10~(-5) m~3/s,制冷量平均增加10.21%;蒸发温度越低,制冷量增长速度越快;系统性能系数COP随着高温级输气量的增加先增大后减小,存在最佳输气量,通过工况及高温级输气量对系统影响的实验结果拟合得到了COP的优化关联式和最佳高温级输气量的优化关联式,为实际应用中高温级输气量的选择提供参考依据。     

烧结型涂层管内R410A流动沸腾换热实验研究

文实验研究了制冷剂R410A在长1.3 m,内径4 mm的不锈钢光管和不锈钢烧结多孔涂层管内的流动沸腾换热与压降特性。实验饱和温度为10℃,进出口干度变化范围从0.1至0.9,质量流速变化范围为270～620 kg·m~(-2)·s~(-1)。实验结果表明:在进出口干度固定在0.1和0.9的工况下,烧结涂层管的流动沸腾换热系数随着质量流速的增加而降低,但是光管的1.2至1.5倍;分别固定质量流速为350和450 kg·m~(-2)·s~(-1),进出口干度差值维持在0.2时,烧结涂层管和光管的换热系数均随着干度增加先增加后急剧下降。在此工况下,烧结涂层管的流动沸腾综合强化效果是光管的2.11至3.58倍,并在高干度区域达到最大值。     

螺旋管内汽水两相流摩擦阻力特性实验研究

在宽广的实验参数范围内(压力p=8～21 MPa,质量流速G=1200～4000 kg·m~(-2)·s~(-1),壁面热流密度q=0～1000 kW·m~(-2))对立式螺旋管内汽水两相流摩擦阻力特性进行了实验研究。实验段由内径为10 mm的不锈钢管弯制而成,其螺旋直径为301mm,节距为49 mm。通过研究,获得了压力、干度、质量流速及热流密度等参数对汽水两相摩擦阻力的影响规律;并在实验数据的基础上,采用Chisholm的B系数法,给出了一个适用于螺旋管高压高质量流速工况汽水两相摩擦阻力的计算关系式。     

立式螺旋管汽液两相流沸腾传热恶化实验研究

本文实验研究了低质量流速(500～800 kg·m~(-2)·s~(-1))下的立式螺旋管临界热负荷,对沸腾传热恶化壁温特性和螺旋管临界热负荷影响因素进行分析.并同前人工作汇总,以流量,压力和临界干度为参数,建立了基于局部条件假设的立式螺旋管临界热负荷查询表(Look-Up-Table),共272个点.压力范围6.5～21 MPa,质量流速范围500～1800 kg·m~(-2)·s~(-1).     

CO2在细径管内蒸发换热的实验研究

对CO2在细径管内蒸发换热特性进行了研究。试验管为内径4 mm长为0.5 m的光滑紫铜管。实验中参数变化范围为,蒸发温度1-15℃,质量流速100-300 kg/m2s,热流密度2-18 kW/m2,干度0.1-0.9。实验结果表明CO2 蒸发换热系数高于氟利昂类制冷剂,蒸发温度和热流密度对换热系数影响显著,而质量流速的影响相对较弱,传统制冷剂的换热系数关联式不适用于CO2;二氧化碳的压力损失随着热流密度和质量流速的增加而增加,随着蒸发温度的上升而减小,CO2压力损失小于氟利昂类制冷剂。     

R134a卧式螺旋管内沸腾流型与阻力特性实验研究

在蒸发温度为5～15℃,热流密度范围为5～20 kW·m~(-2),工质质量流速变化范围为50～500kg·m~(-2)·s~(-1)和干度范围为0.01～0.9的条件下,对R134a在卧式螺旋管内的流动沸腾流型及阻力特性进行了实验研究。利用可视化技术对R134a在卧式螺旋管内的流动沸腾流型进行了观察分析,发现了两种新流型,对卧式螺旋管的上升段和下降段分别建立了流型图。获得了阻力特性的基础数据,通过对实验数据回归分析,发展了摩擦阻力系数计算关联式。     

低GWP混合工质水平小通道内冷凝换热特性研究

本文对:R32/R134a(55.5%/44.5%)、R32/R134a(23%/77%)、R32/R1234ze(60.5%/39.5%)和R32/R1234ze(26.5%/73.5%)四种低GWP混合工质在内径2 mm的水平光滑圆管内的冷凝换热特性进行了实验研究和理论分析。设定饱和温度为35℃和40℃,对四种混合工质在不同干度下的冷凝换热系数进行了测试,发现四种混合工质的冷凝换热系数在1~8 kW·m~(-2)·K~(-1)之间,且冷凝换热系数随饱和温度升高而降低,随质量流量增加而增加;比较了相同工况、不同混合比下的混合工质换热系数,发现混合工质的传热恶化现象随着面积质量流量减小而变得明显。本文将实验得到的冷凝换热系数408个实验数据与8个模型的预测结果进行了比较,发现多数关联式的预测误差较大,仅有Fuji-Nagata关联式的预测值与实验值较为接近。     

开式并联微通道中流动沸腾换热的实验研究

针对常规闭式并联微通道内流动沸腾换热存在气泡生长受限产生的堵塞效应以及不同通道内气泡核化生长不同步导致的并联通道传热不稳定性等问题,设计了一种顶部联通型开式并联微通道蒸发器。采用无水乙醇为工质,在入口过冷度为15℃、质量流速为175 kg·m~(-2)·s~(-1)及热流密度270～761 kW·m~(-2)条件下,开展了该新型微通道冷却器中流动沸腾换热的实验研究,发现了传热系数随干度的增加呈现三类典型趋势,即传热系数单调上升、传热系数先上升后下降再上升、传热系数先上升再保持基本不变;结合高速可视化流型研究,发现了与流型密切关联的三类传热机理,即:1)以气泡核化为主的核态沸腾换热;2)上游核态沸腾为主,下游两相强制对流换热主导;3)偏离核态沸腾后的膜态沸腾换热。分析表明,沸腾数Bo是主导三类传热模式的主要无量纲数。     

板式蒸发式冷凝器气-液两相流流动的数值模拟

基于VOF算法,建立了波纹板蒸发式冷凝器的计算模型,考察了气相、板面结构和喷淋水量对液膜流动的影响.结果表明:当空气与水逆流时,会引起雾沫挟带,水膜厚度增加;当空气与水顺流时,水膜厚度会被空气削薄;波纹板结构对液膜的流动形式有重要影响,尺寸较大、凹槽较浅的波纹板有利于水膜的均匀分布;液膜的厚度随着喷淋水量的增大而增加,同时液膜内部振荡加剧,但不影响其流动结构.     

螺旋管内高压汽水两相流动沸腾干涸点的研究

在较宽的实验参数范围内(系统压力P=8～15 MPa,质量流速G=800～1800 kg·m~(-2)·s~(-1),壁面热流密度q_w=200～950 kW·m~(-2))对一立式螺旋管内(管内径为10 mm,螺旋直径为300 mm,节距为50 mm)汽水两相流动沸腾干涸特性进行了实验研究。通过研究,获得了干涸发生时螺旋管圈壁温的分布特征以及压力、质量流速和壁面热流密度这三个参数对临界干度的影响规律。同时在实验数据的基础上,提出了一个适用于计算螺旋管内高压高含汽率工况下汽水两相流临界干度的经验关系式。     

ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化

随着全球性的能源紧缺和环境问题日益严重,通过充分利用可再生能源和工业余热资源,从而提高能源利用效率是缓解能源和环境问题的重要方式。有机朗肯循环(ORC)是最有应用前景的低品位热能发电技术之一。本文针对ORC系统建立了结构参数和系统操作参数同步优化的换热设备多目标优化模型,采用R245fa为工质和板式换热器,以效率最大和比投资成本最小为目标函数。首先分析了单个变量(蒸发压力、冷凝压力、过热度、蒸发器板间距、冷凝器板间距)对系统性能的影响,然后选取了系统的运行参数(蒸发压蒸发压力、冷凝压力、过热度)和换热器的结构参数(蒸发器和冷凝器的板长、板宽、板间距)九个参数为决策变量,利用遗传算法进行ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化,获得多目标优化的Pareto最优前沿及对应的最优系统运行参数和最佳换热器结构参数组合。