R245fa水平光管及強(qiáng)化管內(nèi)冷凝換熱實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，世界各國也普遍面臨著環(huán)境破壞及能源資源緊缺問題，尋找環(huán)保型制冷劑、開發(fā)新能源以及如何高效利用能源、提升換熱器效率及性能成為研究的重點(diǎn)。R245fa（五氟丙烷）是國際上研發(fā)的第四代制冷劑，具有良好的熱力性能，該制冷劑在低壓冷水機(jī)組及高溫?zé)岜眯袠I(yè)的應(yīng)用具有良好前景。本文主要對(duì)R245fa在水平光管及強(qiáng)化管內(nèi)冷凝換熱特性進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)并改造了水平光管及強(qiáng)化管內(nèi)R245fa冷凝換熱實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過加入并聯(lián)強(qiáng)化管實(shí)驗(yàn)管段與水

2、平光管進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到了相應(yīng)冷凝換熱規(guī)律。本課題實(shí)驗(yàn)工況為：冷凝溫度30-45℃，換熱溫差8℃，純工質(zhì)R245fa質(zhì)量流量范圍為84-191kg/m2.s，冷卻水質(zhì)量流量范圍為732-1228kg/m2.s，實(shí)驗(yàn)管段干度變化范圍0-1，研究分析了在不同工質(zhì)質(zhì)量流量、不同冷凝溫度以及不同冷卻水質(zhì)量流量下冷凝換熱系數(shù)隨干度的變化情況，對(duì)比分析水平光管及強(qiáng)化管冷凝換熱系數(shù)的差異，總結(jié)冷凝換熱模型并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比分析。
　　本研究主要

3、內(nèi)容包括：⑴純工質(zhì)R245fa在水平光管及強(qiáng)化管內(nèi)冷凝換熱系數(shù)受冷凝溫度、工質(zhì)質(zhì)量流量、冷卻水流量、入口干度的綜合影響。⑵冷凝換熱系數(shù)隨著工質(zhì)質(zhì)量流量的增加而增加，主要影響因素為潛熱及動(dòng)力粘度，在干度范圍0.2-0.8之間水平管內(nèi)冷凝換熱系數(shù)基本呈正相關(guān)增長(zhǎng)，隨著冷凝溫度從30-45℃的增加而下降，主要原因是冷凝溫度的改變會(huì)造成工質(zhì)的物性（壓力、密度、焓值、熵值）發(fā)生變化。⑶冷凝換熱系數(shù)隨著冷卻水質(zhì)量流量的增加而緩慢增加，主要原因是冷卻

4、水作為能量交換的載體，對(duì)R245fa在水平管內(nèi)的換熱影響不大。⑷通過引入強(qiáng)化倍率得到內(nèi)螺紋管的換熱系數(shù)比水平光管的總換熱系數(shù)高1.8-2.5倍，主要原因是內(nèi)螺紋管增加了管內(nèi)的換熱面積，螺旋角與齒頂角使管內(nèi)工質(zhì)產(chǎn)生與徑向不同的二次流，增強(qiáng)了湍流強(qiáng)度，從而減薄了冷凝換熱液膜厚度，達(dá)到了強(qiáng)化換熱的效果。⑸通過總結(jié)冷凝換熱經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比分析，水平光管與Kim關(guān)聯(lián)式誤差最小，強(qiáng)化管與Cavallini關(guān)聯(lián)式誤差最小，誤差均在±20％