自然工質R290與混合工質R404A管內相變換熱的對比實驗研究.pdf

1、制冷與空調行業(yè)中HCFCs制冷劑的淘汰進程不斷加快,全世界都在關注中國的HCFC替代技術和實施計劃。HCFC22的替代工質選擇自然工質或混合工質各有利弊。
　　本文對空調制冷工質HCFC22的兩種典型替代工質—自然工質丙烷(R290)和混合工質 R404A,在光管、內螺紋管和內交叉肋管中的流動沸騰換熱和冷凝換熱,進行了全面深入的實驗研究,獲得了這兩種工質在光管及兩種強化傳熱內肋管管內相變換熱規(guī)律?；趯嶒炑芯拷Y果,比較和評估了各種

2、理論關聯(lián)式的預測性能,明確了各自適合的關聯(lián)式,提出了相應的修正關系式或者修正方案。研究探討了潤滑油對相變換熱性能及流動壓降的影響規(guī)律。為HCFC22替代方案的確定提供了迫切必須的替代工質傳熱性能基礎數(shù)據(jù)。
　　論文主要研究內容、結論和成果表現(xiàn)在以下幾個方面:
　　1.實驗獲得了R290和R404A在光管、內螺紋管和內交叉肋管這三種測試管管內的流動沸騰換熱數(shù)據(jù),分別確立了相應的預測精度較好的理論預測模型。以實驗為基礎,提出了修

3、正的Koyama關聯(lián)式,可較好地預測R290在內螺紋管中的沸騰換熱系數(shù)。對R290和R404A建立了修正的Cavallini關聯(lián)式,用以預測新型的內交叉肋管中的流動沸騰換熱。研究表明,Shah關聯(lián)式對R290和R404A在光管內的沸騰換熱系數(shù)預測精度最高,而Thome關聯(lián)式對R404A在內螺紋管中的沸騰換熱系數(shù)有良好的預測精度。
　　2.提出了R290和R404A在三種測試管中的沸騰換熱壓降預測關聯(lián)式。提出了修正的Lockhart

4、-Martinelli摩擦壓降關聯(lián)式,可以較好地預測R290和R404A在內螺紋管和內交叉肋管中的沸騰換熱摩擦壓降。對于R290和R404A,研究獲得的修正系數(shù)分別為2.06和1.10。研究表明,Lockhart-Martinelli關聯(lián)式適用于預測R290和R404A在光管中的沸騰換熱壓降。
　　3.確立了R290和R404A在三種測試管內冷凝換熱預測精度較高的關聯(lián)式理論模型。提出了修正的Cavallini關聯(lián)式,用于預測R40

5、4A在內螺紋管和內交叉肋管的冷凝換熱系數(shù),研究獲得的修正系數(shù)分別為0.75和0.54。研究表明, Cavallini-Zecchin關聯(lián)式對于R290在光管內的冷凝換熱的預測精度較好,而R290在內螺紋管和內交叉肋管中冷凝換熱可采用Cavallini關聯(lián)式預測,Shah關聯(lián)式對于R404A在光管內的冷凝換熱系數(shù)的預測精度較高。
　　4.通過對R290和R404A在三種測試管中冷凝壓降的實驗與理論研究,獲得了預測冷凝壓降的關聯(lián)式。提

6、出了修正的Kaushink-Azer關聯(lián)式,可以較好地預測R290在內螺紋管中的冷凝換熱壓降。研究表明,Lockhart-Martinelli關聯(lián)式對于這兩種工質在光管內冷凝換熱摩擦壓降有良好的預測精度,Kaushink-Azer關聯(lián)式對于 R404A在內螺紋管中的冷凝壓降預測精度較高,而 Cavallini關聯(lián)式用于預測R404A在內交叉肋管中的冷凝換熱壓降較好。
　　5.在國內首次研究并闡明了潤滑油對R404A在管內冷凝換熱的

7、影響規(guī)律。當含油量達到2％時,潤滑油會對內螺紋管和內交叉肋管的冷凝換熱產生一定的強化作用;但是,當含油量高于2%時,會產生一定的抑制作用,特別是對于質量流速較大的冷凝換熱。內螺紋管和內交叉肋管內的飽和冷凝換熱壓降相當。當含油量為4%時,油的存在使得內螺紋管和內交叉肋管內的飽和冷凝換熱壓降比光管增大約25%。
　　6.在國內首次研究并闡明了潤滑油對R404A管內沸騰換熱的影響規(guī)律。研究表明,當含油量為1%時,光管和內螺紋管中的沸騰換