含油制冷剂在小管径换热管内流动沸腾换热特性实验研究

对含油制冷剂在6.34和2.50 mm换热管内的流动沸腾换热特性进行了实验研究,测试质量流率为200~400 kg/(m2.s),热流密度为3.2~14 kW/m2,蒸发温度为5°C,进口干度为0.1~0.8,干度变化0.1~0.2,平均油质量分数为0~0.05.定量分析了不同质量流率和干度时,润滑油对制冷剂在小管径换热管内流动沸腾换热的影响.与大管径换热管相比,油的换热增强效果在小管径换热管内减弱甚至消失,在高干度和高油浓度区,油的存在使换热严重恶化.对于上述换热管,换热系数、油影响因子以及基于制冷剂物性的两相换热增强因子随油浓度的变化规律缺乏一致性.采用局部油浓度下的制冷剂-润滑油混合物性计算得到的两相换热增强因子能较好地反映润滑油对制冷剂流动沸腾换热的影响.     

制冷剂-润滑油混合物系管内流动沸腾阻力特性

基于制冷剂-润滑油混合物管内流动沸腾局部压降实验数据,定量分析了不同质量流率下油影响因子和两相增强因子随整体油浓度、局部油浓度以及干度的变化规律,局部油浓度考虑了含油制冷剂在流动沸腾过程中的非平衡传质.研究结果表明:基于制冷剂-润滑油混合物性的两相增强因子与局部油浓度具有良好的线性相关度,不同干度下斜率变化一致性良好;基于局部油浓度和混合物性的两相增强因子压降模型能较好地反映润滑油在制冷剂中的实际存在状态及对制冷剂压降的影响规律,且物理意义明确,其预测值与95%以上实验数据的偏差均在10%以内.     

R410A-油在Ф7mm水平直光管内流动沸腾阻力特性

研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在水平直光管内的流动沸腾摩擦压降特性，探索了油的平均质量分数、干度和质量流率对摩擦压降的影响．实验测试管为光管，长度为2m，外径为7．0mm，内径为6．34mm．实验结果表明，R410A-油混合物在光管内流动沸腾的摩擦压降随平均油浓度、干度和质量流率的增大而增大，当油的平均质量分数从0增长到5％时，压降最大可增加50％．开发了适用于R410A-油混合物光管内的流动沸腾摩擦压降关联式，新的关联式预测值与92％以上的实验数据偏差在±15％以内，平均误差为6．6％，最大误差为29．4％．     

含油制冷剂在小管径换热管内流动沸腾换热关联式

通过对现有关联式预测值与6.34 mm和2.50 mm小管径换热管内实验数据的对比分析,发现其对6.34 mm换热管的适用性明显高于2.50 mm的换热管.相对而言,Zurcher修正的Kat-tan-Thome-Favrat模型对于6.34 mm换热管适用性最好,该关联式80%的预测值与实验数据点的偏差在±30%内.但对于2.50 mm的换热管只有40%数据点偏差在±30%内.根据实验结果,开发了适用于小管径换热管的基于局部油浓度和制冷剂-润滑油混合物性的两相换热增强因子模型,该模型能较好地反映润滑油在制冷剂中的实际存在状态及对制冷剂换热的影响规律,且物理意义明确,对于6.34 mm和2.50 mm的两种换热管,其预测值与90%以上的实验数据的偏差均在±20%以内.     

R410A-油在Ф7mm水平直强化管内流动沸腾阻力特性

研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在水平直强化管内的流动沸腾摩擦压降特性，探索了油的平均质量分数、干度和质量流率对摩擦压降的影响．实验测试管为内螺纹强化管，长度为2m、外径为7．0mm．实验结果表明，R410A-油混合物在强化管内的流动沸腾摩擦压降随油的平均质量分数、干度和质量流率的增大而增大，当油的平均质量分数从0增长到5％时，压降最大可增加31％．R410A-油混合物在强化管内流动沸腾的摩擦压降与光管相比大约增大10％～35％；润滑油的存在对强化管内摩擦压降的增强作用与光管相比较小．开发了适用于R410A-油混合物强化管内流动沸腾的摩擦压降关联式，新的关联式预测值与97％以上的实验数据偏差在±10％以内，平均误差为4．25％，最大误差为14％．     

R410A-油在7 mm C形光管流动沸腾的压降特性

对R410A-油在7 mm C形水平光管内流动沸腾的压降特性进行了研究,并基于混合物性开发出7 mm C形水平光管内流动沸腾的压降预测关联式.测试段长度2 m,实验工况:质量流率为200,300,400 kg/(m2.s);蒸发温度5℃;入口干度0.2~0.7;测试段干度变化0.2;润滑油质量分数1%~5%.润滑油的存在引起压降增大,不同干度下,压降都随油浓度的增加而增大,压降最大增加33.5%.基于混合物性开发的关联式预测值与80%以上的实验数据偏差在±15%以内,平均偏差9.13%,最大偏差28.97%.     

R410A-油混合物在7 mm水平直光管内流动沸腾的换热特性Ⅱ.关联式

基于R410A-油混合物管内流动沸腾换热的实验数据,对现有的制冷剂-油混合物的换热关联式进行了评价,对比发现已有关联式的预测值与实验值的误差最大达到80%.基于混合物物性,开发了R410A-油混合物在7 mm直光管内流动沸腾的流型图,并基于流型图和混合物物性开发了R410A-油在7 mm直光管内流动沸腾的换热关联式.所得关联式与90%的实验数据的误差在±20%以内,平均误差为11.8%,最大误差为26.7%.     

R410A-油在φ7 mm水平直光管内流动沸腾阻力特性

研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在水平直光管内的流动沸腾摩擦压降特性,探索了油的平均质量分数、干度和质量流率对摩擦压降的影响.实验测试管为光管,长度为2m,外径为7.0 mm,内径为6.34 mm.实验结果表明,R410A-油混合物在光管内流动沸腾的摩擦压降随平均油浓度、干度和质量流率的增大而增大,当油的平均质量分数从0增长到5%时,压降最大可增加50%.开发了适用于R410A-油混合物光管内的流动沸腾摩擦压降关联式,新的关联式预测值与92%以上的实验数据偏差在±15%以内,平均误差为6.6%,最大误差为29.4%.     

Correlations of Two-phase Friction of Refrigerant in Horizontal Smooth Tube with 2.5 mm inside Diameter

IntroductionReduction of the refrigerant charge in refrigeratingsystems is a significant mechanismfor mini mizing refrigerantleakage , which results in a worldwide redirection oftransport phenomena research and development ,from macroscale (conventional) to micro scale equipments . The use of aphysically small heat exchanger for a given capacity isadvantageous for several reasons : smaller evaporatorssignify the reduction of the plant size ; small physical sizeoften i mplies relatively lower m…     

基于颗粒团聚理论的纳米制冷剂导热系数计算

用基于颗粒团聚理论的导热系数算法计算了2种铜-水纳米流体在不同配比下的导热系数并与实验数据对比,证明了算法的可行性.使用该算法计算了5种铜-R22纳米制冷剂在不同配比下的导热系数.计算结果表明,颗粒团聚理论和热阻网络法是进行纳米制冷剂导热系数研究的有力工具.