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.     

一种内螺纹强化管的冷凝实验研究

实验研究了环保替代制冷工质R410A、R22在水平强化管内冷凝换热特性,探索了热流密度、水流速度对换热特性、压降的影响。实验测试管为内螺纹强化管,长度为5.2 m,外径为9.52 mm。实验结果表明:制冷剂R410A、R22的传热系数和压降随热流密度的增大而增大,同时内螺纹管的换热系数还随管外冷却水流量的增加而升高,压降随冷凝温度的升高而降低,而R410A比R22有更好的换热效率和较小的压降。     

含油R134a水平强化管外池沸腾换热实验研究

本文对含Solest-120冷冻油的R134a,在饱和温度为5℃和10℃工况下,在水平高效强化管(管E21.为C3型管,管E22为A1型管)管外池沸腾换热进行了实验研究。实验结果表明:与相同管径的光管的换热性能相比,强化管E21、E22的管内传热系数强化倍率分别为3.703和3.035。随着含油浓度的增加,管外池沸腾换热效果得到优化,含油率为1.0×10~(-4)时的管外传热系数比含油5.0×10~(-5)时更高,在实验研究的水流速范围内,在蒸发温度为5℃时增加了3.7%～7.2%,而在蒸发温度为10℃时增加了0.8%～10.9%。从含油R134a的黏度、表面张力等的角度,对含油率高时换热系数大的结论进行了必要的物理解释。研究对开发设计蒸发器有一定实际的指导意义。     

EHD强化水平管外沸腾传热的试验研究

本研究对水平管外沸腾换热的ＥＨＤ强化进行了试验,得出了沸腾换热系数与外加电场的电压、管壁热流密度等相关参数的关系,并对试验现象和外加电场的功耗进行了分析,为探索ＥＨＤ强化沸腾传热的机理和理论以及它的工程应用提供了一定的依据．     

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,     

水平管外强化凝结传热的数值解

以Nusselt理论为基础,运用三维坐标建立了肋片侧面的冷凝传热模型,对肋片侧面的冷凝传热机理进行了分析,得出了肋片侧面表面传热系数的积分表达式。利用此法对水平环肋单管表面传热系数进行计算并将结果与传统解法进行比较。     

润滑油对水平管外R134a池沸腾换热的影响

本文对不同含油量下三根水平蒸发管外R134a的池沸腾换热性能进行了试验研究.实验表明润滑油对蒸发表面的换热性能的影响因管型和含油量而异.     

煤油和空气的混合流体水平管内沸腾换热实验研究

以煤油为介质,在高不凝气体含量下对水平管内的沸腾换热进行了实验研究,得到了在不同的不凝气体含量范围内,沸腾换热系数随不凝气体含量增加而降低的规律．实验结果表明了不凝气体的加入使得煤油的分压降低,泡点温度降低,在较低的混合流体温度下就产生了沸腾,但不凝气体对核态沸腾换热存在抑制现象．采用渐进逼近模型给出了含不凝气体的煤油管内沸腾换热的实验关联式。     

含不凝气体时煤油在水平管束外的冷凝

采用实验的方法,研究了在较宽的不凝气体含量范围内,煤油蒸汽在不同几何结构的螺旋扁管管束外的冷凝换热现象,得出了螺旋扁管的几何结构对冷凝换热的影响规律,并与同样条件下的光管管束的冷凝换热进行了分析比较。     

微结构表面上FC-72的强化沸腾换热研究

针对电子器件的高效冷却问题,对表面加工有微结构的硅片上FC-72的池沸腾换热性能进行了实验研究。测试了四种表面微结构,采用化学蒸汽沉积法在芯片表面生成-SiO2薄层所形成的亚微米粗糙面(Chip CVD),采用溅射方法在芯片表面生成-SiO2薄层,然后再对SiO2层进行湿式腐蚀技术处理形成的亚微米粗糙面(Chip E),采用一系列微电子加工技术生成的微米级双重入口洞穴(Chip CAVITY)以及采用干式腐蚀方法生成的方柱微结构(Chip PF)。实验所得的沸腾曲线表明,所有微结构表面与光滑面(Chip S)相比都显示出较大的强化沸腾换热效果,临界热流密度按芯片 S、E、CVD、CAVITY和PF的顺序增大。对于芯片PF来说,随着壁面过热度的增加,热流量呈剧烈的增加趋势且临界热流密度时芯片的表面温度低于芯片回路正常工作的临界上限温度85℃,最大临界热流密度可达80 W／cm2。     

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%。     

水平管外含油及纯R134a池沸腾换热特性比较

本文对R134a和R12的换热性能在3根试验管上进行了试验比较.另外还对含微量润滑油下R134a的换性能在3根试验管上进行了实验比较,结果表明润滑油对蒸发表面的换热性能的影响程度因管型而异,差别较大.     

R410A和R22在水平强化管内的蒸发和冷凝性能

空调器高效节能、环保及小型化发展的要求,促进了高效换热管及新型冷媒应用的发展。本文建立了无润滑油的实验台,并比较了混合工质R410A和单一工质R22在两种9．52．mm外径水平强化管:新型铜管Turbo-DWT和常规应用的内螺纹铜管Turbo-A中蒸发和冷凝的换热性能。在蒸发100-400 kg／m2·s和冷凝209-800 kg／m2·s的实验范围内,对比综合性能可知:新管型Turbo-DWT冷凝性能优于Turbo-A,效率高63％(R410A),而蒸发性能却略弱;无论是蒸发还是冷凝工况,R410A的综合性能均高于R22在57％以上(DWT)。     

空气-水蒸气流经扰流圈的冷凝传热强化

本文对含高浓度不凝组分存在条件下水蒸汽冷凝传热强化进行了机理分析和实验．结果表明,扰流圈能大大增加气液边界层的湍动强度,具有优越的强化传热、传质效果．在实验范围内,其冷凝传热膜系数是光滑管的１．９～３．５倍．     

方柱微结构表面上FC-72的流动沸腾强化换热实验研究

为了提高电子器件的冷却效率,研究了不导电介质FC-72在表面加工有方柱微结构的模拟芯片上的流动沸腾强化换热性能.采用了两种方柱微结构,其边长均为30μm,但高度分别为60μm和120 μm.方柱微结构芯片与光滑芯片相比显示出较好的强化沸腾换热效果,且增加方柱高度可有效提高流动沸腾强化换热性能.方柱微结构芯片的临界热流密度随着流速和过冷度的增大而增大,且到达临界热流密度(CHF)时芯片的表面温度低于芯片回路正常工作的上限温度85℃.     

光管及窄环隙流道池沸腾换热实验研究

本文在常压下以水为工质,对管外及窄环隙流道池沸腾换热进行了可视化实验,结果表明：汽泡扰动并不是沸腾换热系数高的主要原因,液体过冷使核沸腾的换热能力降低,窄隙流道内的沸腾换热机理与普通的大容积沸腾没有明显区别。文中还根据观察和测量到的结果对一些换热现象重新进行了解释。     

纵向导热对换热芯传热性能的影响

文中数值模拟了套管的导热系数、纵向长度和肋数对纵向导热的影响,随着纵向长度的增大,纵向导热的影响急剧减小.导热系数和肋数的增加都会使纵向导热的影响增加.对纵向长度小于 100 mm 短管来说,纵向导热越大热短路造成的损失越大,使整个换热芯传热效率相应幅度地降低;对管长大于 100 mm,材料导热系数小于 46 W/(m·K) 的回热器及换热介质为气体的来说,可以忽略纵向导热的影响.     

MEASUREMENT TECHNIQUES FOR HORIZONTAL FLOW BOILING HEAT TRANSFER WITH PURE AND MIXED REFRIGERANTS

Abstract

A test rig and measurement techniques for horizontal flow boiling of pure and mixed refrigerants are described. Local heat transfer coefficients were measured for R22/R114 and R12/R152a mixtures as well as the corresponding pure components. The test section consists of an S-m-long, 9.1-mm-i.d., electrically heated stainless steel tube and has the distinctive feature of variable heated length. Details of pressure, composition, and fluid and wall temperature measurements are discussed. The composition of subcooled liquid entering test section varied from test to test, and it is recommended that it be measured for each test. For the R22/R114 mixture, local composition measurements in the annular liquid film revealed a composition variation of up to 0.07 mole fraction around the circumference of the heated tube.     

R11/R134a混合工质管束外沸腾传热的EHD强化试验研究

采用EHD强化技术对R11/R134a混合工质进行管束外沸腾传热的试验研究,以试验所获得的大量数据为基础,分析了电场电压、热流密度与换热系数、强化系数之间的关系,并重点分析了不同工质组分对EHD强化效果的影响,为探索EHD强化沸腾换热的机理以及将其推广到工程应用提供了一定依据。     

微肋管及强化微肋管换热和阻力实验研究

实验研究了微肋管在过渡区及湍流区的换热及阻力性能,并针对微肋管在过渡区的换热强化较差的特点改进其结构.实验结果表明,改进后的微肋管在2300＜Re＜10000时比原微肋管强化换热提高120%,阻力增加70%～120%.