多頭螺旋盤管發(fā)生器換熱特性研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文多頭螺旋盤管發(fā)生器換熱特性研究ResearchontheHeatTransferCharacte“sticsoftheMultiThreadCoilTubeGenerator學(xué)號：呈!Q!QQ墨晝完成日期：至Q!墨生墨旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology摘要多頭螺旋盤管發(fā)生器是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣廢熱驅(qū)動(dòng)的吸收／壓縮混合制冷循環(huán)中最重要的換熱設(shè)備之一，占據(jù)了制冷循環(huán)一半左右的換熱面積。多頭螺旋盤管

2、發(fā)生器與汽車排氣廢熱的換熱特性對混合制冷循環(huán)有重要影響。螺旋盤管發(fā)生器管內(nèi)選用R124DMAC溶液作為制冷工質(zhì)對，根據(jù)已有混合制冷循環(huán)的設(shè)計(jì)工況以及發(fā)生器的二維叉排管束簡化模型，應(yīng)用CFD軟件模擬計(jì)算得到不同尺寸結(jié)構(gòu)發(fā)生器簡化模型煙氣的進(jìn)出口壓力降。并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣壓降不大于2kPa這一條件確定多頭螺旋盤管發(fā)生器的結(jié)構(gòu)尺寸，即發(fā)生器管間距為31mm、發(fā)生器換熱面積為25m2、發(fā)生器螺旋周數(shù)為17周以及發(fā)生器有效換熱高度為09m。應(yīng)用CF

3、D流體模擬軟件計(jì)算多頭螺旋盤管發(fā)生器三維實(shí)際模型和各單根螺旋盤管三維模型。管內(nèi)工作溶液為水，水的進(jìn)口壓力和進(jìn)口溫度與原工質(zhì)相同，根據(jù)管外煙氣二維模擬結(jié)果得到的煙氣進(jìn)出口溫度，將其沿發(fā)生器高度方向線性化作為管外煙氣的進(jìn)口條件。根據(jù)發(fā)生器三維模型模擬結(jié)果，以水為工質(zhì)的螺旋管內(nèi)單組份單相流動(dòng)的發(fā)生器換熱，螺旋盤管發(fā)生器整體換熱量與各單根換熱量之和基本相同，誤差為2％。以第四根單管作為平均換熱量得到的發(fā)生器總換熱量與螺旋盤管發(fā)生器的整體換熱量亦

4、基本相等。以此可以通過模擬各單根螺旋管的換熱量代替發(fā)生器的整體換熱模擬，或者以第四根管的換熱量代替發(fā)生器的整體換熱量，達(dá)到減少模擬計(jì)算量與計(jì)算周期的目的。為得到多頭螺旋盤管發(fā)生器管內(nèi)多組分溶液沸騰相變的換熱特性，根據(jù)一定的假設(shè)條件將多頭螺旋盤管發(fā)生器簡化為多管層一維直管模型。通過編程進(jìn)行理論計(jì)算，得到溶液特性沿發(fā)生器高度的變化規(guī)律。結(jié)果表明管內(nèi)溶液溫度、發(fā)生器熱負(fù)荷以及管內(nèi)外換熱系數(shù)隨管外煙氣的溫度與流量的增大而增大，溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨其增