R410A在豎直管內蒸氣向上流動凝結換熱實驗研究.pdf

1、本文通過實驗方法，探討了制冷劑R410A干飽和蒸氣在豎直方向垂直向上流動凝結換熱條件下的凝結液膜表面流動特征、凝結換熱系數和壓降的特性。實驗采用了具有可視窗的豎直矩形槽道實驗件、光滑銅管換熱實驗件和內螺紋銅管換熱實驗件，分析討論了蒸氣質量流量的影響，制冷劑的飽和溫度、管長、熱流密度等因素對凝結換熱系數的影響。比較了內螺紋管和光滑管在相同的冷卻水入口條件下的換熱能力和壓力損失能力，對現有的一些廣泛應用的光滑管內和內螺紋管內的換熱關聯式進行

2、了適用性評價分析。最后通過實驗數據的回歸分析，獲得了適用于蒸氣向上流動凝結換熱的光滑管內和內螺紋管內換熱關聯式和適用于內螺紋管內的摩阻壓降關聯式。
　　豎直矩形槽道內的可視化實驗中，通過高速攝影儀拍攝手段，觀察了制冷劑R410A干飽和蒸氣在水力直徑為14.34mm、長度為160mm的豎直矩形槽道內垂直向上流動凝結過程中壁面液膜的流動特征。實驗結果表明:在質量流速范圍為1.8-23 kg/m2s實驗條件下，隨著質量流速的增大，壁面出

3、現假滴狀流動和層流波狀流動，并且隨著質量流速的增大凝結液膜逐漸增厚，液膜表面波動亦更加明顯;槽道內的平均凝結換熱系數隨質量流速的增大出現先增大后減小的趨勢。實驗得到沿槽道軸向由壁面測溫點分割出的四段壁面的各段中心位置處的近似局部凝結換熱系數的變化情況。
　　通過實驗方法研究了R410A干飽和蒸氣在內徑為8.02mm，管長為300 mm、400 mm、500 mm和600mm的光滑銅管管內向上流動時的凝結換熱特性。實驗所測的質量流速

4、范圍為103-490 kg/m2s，飽和溫度分別為31℃、38℃和48℃。管內制冷劑的平均干度范圍為0.91-0.98。分別對管長、飽和溫度、質量流速對凝結換熱的影響進行了討論。四個廣泛應用的并且不受管道傾角影響的換熱關聯式的預測值與實驗值進行了對比分析，通過數據擬合修正了Shah[21]的換熱關聯式，新關聯式的預測值與實驗值的偏差范圍為±15％。
　　通過實驗方法比較了外徑均為9.52mm，內徑為8.32mm的光滑管和齒頂內徑為

5、8.46mm的內螺紋管在四種相同的冷卻水入口條件下的凝結換熱和壓降特性。實驗的制冷劑質量流速范圍為80-345 kg/m2s，飽和溫度為40℃和48℃。利用換熱強化因子Eh和壓降懲罰因子Pf描述了在相同工況條件下內螺紋管相對于光滑管的換熱強化和壓降損失能力。四個廣泛應用的內螺紋管內凝結換熱關聯式的預測值與實驗值進行了對比分析，修正了Cavallini等人[71]的換熱關聯式，新關聯式的預測值與實驗值的偏差范圍為±15％。根據實驗獲得的壓