槽式集热器集热管外热流分布均匀性的量化评价方法

定量化描述槽式集热器中集热管外热流分布的均匀程度,对于集热器的优化设计有着重要的意义.工程领域中,现有的均匀性评价指标往往只计及物理量在数值上的分布特征,没有考虑物理量在空间相对位置上的分布特征.本文将"均匀度"分解成"均度"和"匀度"两个子指标,从物理量的数值及其相对位置两个层面较为全面地对热流这一物理量分布的均匀程度展开定量化描述.通过对特殊分布和4种典型的集热器中集热管外热流分布的均匀性进行量化评价,验证了该指标的合理性以及在管外热流分布均匀性量化分析中的有效性.同时,新指标具有严格有界、无量纲等特征,便于在集热器的优化设计中使用,同时在其他工程领域也具有应用潜力.     

非均匀热流下R245fa/R134a两相流型及换热特性

针对有机工质在非均匀热流边界条件下的气液相变问题,基于质量分数配比为0.7:0.3的非共沸工质R245fa/R134a,建立了非均匀热流下10 mm内径水平管内的两相流动沸腾换热实验系统.实验工况为质量通量175～373kg/(m²s),热流密度9.95～47.57 kW/m².利用高速摄像仪和图像处理技术,对观察到的泡状流、塞状流、分层流和环状流4种流型进行了灰度值分析,并分别绘制了非均匀加热和均匀加热时的流型图.基于流型分析了干度、质量通量、热流密度和饱和温度对两相换热系数的影响,并将实验数据与4种现有关联式进行对比.结果表明,在相同的加热量下,相比于均匀加热条件,非均匀加热条件下流型由间歇流转变为环状流时的初始干度更低;换热系数在低干度区随干度变化较小,而在干度较高的环状流区域随干度增大而增大.此外,换热系数随质量通量、热流密度增大而增大,而饱和温度对对流沸腾区换热系数的影响不大,对核态沸腾区有一定影响.在非环状流区域4种换热关联式的预测能力都表现较差,而在环状流区域Sun&Mishima关联式的预测精度相对最高.