R410A的流动沸腾换热性能

引言 氟氯烃在制冷空调行业的大量使用和排放,已经造成大气臭氧层的破环.根据1992年"蒙特利尔议定书"的规定,在制冷与空调工业中广泛采用的氯氟碳化合物(CFCs)制冷剂将被禁用.近年来,人们努力在寻找对环境无危害或危害小的制冷工质,并对这些工质的热力学性能进行深入的研究分析.随着禁止时间的迫近,有关R22替代物以及相应的冷冻机油的研究正在加紧进行.目前国际上呼声最高的HFC(氢氟化烷烃)类替代物有R407C和R410A.     

新型低全球变暖潜能值混合制冷剂替代R22的试验研究

目前常用的R22的替代制冷剂主要是R410A、R417B等。虽然它们的消耗臭氧潜能值(ODP)值为0,但是其全球变暖潜能值(GWP)值较高,属于过渡替代物。本文提出了一种新型低GWP三元混合制冷剂,该制冷剂(简称NC01)由R1234ze(E)/R134a/R32组成,通过软件REFPROP9.0分析确定质量混合比为17%/33%/50%,对NC01的环境性、热物性、循环性进行了分析。NC01的ODP为0,GWP为755,环境性能良好,GWP比R22降低了57%。临界温度、临界压力、饱和压力、性能系数(COP)等性能参数与R22比较接近,容积制热量比R22高。在水源热泵机组进行了灌注式试验,与被替代制冷剂R22进行了对比。结果显示:当冷水进水在12~23℃时,新型混合工质在排气温度比R22高2~3.6℃,相应的压比比R22高8.6%~14.8%,加热量提高5%~11%,COP比R22平均低约4.5%,加热速率比R22约提高9%,当冷水进水高于23℃时,COP值超过R22。最后对试验结果与理论计算值进行了比较,两者吻合较好。研究可为类似混合工质替代R22研究提供参考。     

R1234ze与R152a混合制冷剂替代R22的可行性

目前空调用制冷剂,R22的主要替代物是R410A与R407C,它们的ODP值虽然为0,但是GWP值还较高,仍然会对环境造成不利的影响。将R1234ze和R152a以40:60组成一种新型混合制冷剂(用代号NCUR01表示),并对其进行理论分析,通过分析NCUR01的环境影响指数、温度滑移特性、理论热力循环性能、热力学性质、安全性以及润滑油等因素,并与R22及其主要替代制冷剂R410A、R407C进行对比,结果显示:该混合制冷剂对环境的影响非常小,具有与R22相似的饱和压力线,而且具有较低的排气温度与较高的COP值,NCUR01的COP值比R22高约5%、比R410A高约19.6%、比R407C高约9.7%,排气温度比R22与R410A低约18℃、比R407C低约6℃,是一种性能良好的近共沸混合制冷剂,替代R22具有可行性。     

混合制冷剂(R600a+R152a+R134)的气液相平衡分析

制冷剂的选取不仅要考虑保护臭氧层,而且也要考虑降低温室效应,开发新型的制冷剂必须要研究制冷剂的热物性。文中基于真实溶剂似导体屏蔽(COSMO-RS)模型,即依据量子化学计算信息和统计热力学理论进行物质的热物性预测。采用COSMO-RS模型研究三元混合制冷剂(R600a+R152a+R134)的气液相平衡性质,并将模拟结果与实验数据进行对比分析,结果表明:三元混合制冷剂(R600a+R152a+R134)气液相平衡时压力的相对误差绝对值最大为7%,组分1(R600a)的气相摩尔相对误差绝对值能够控制在12%以内。组分2(R152a)气相摩尔相对误差绝对值最大为7%。所以模拟数据与实验数据有很好的一致性,同时证明了COSMO-RS模型可用于计算三元混合制冷剂的气液相平衡性质。     

废弃制冷剂R134a的光催化降解

根据《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》要求，废弃制冷剂由于其温室效应及生态危害，将被逐步淘汰和销毁。目前还没有高效低成本处理废弃制冷剂的方法，本文提出光催化处理废弃制冷剂新策略。制备了BiPO4/GA气凝胶，材料兼具了石墨烯优异的吸附能力与BiPO4高效的光催化能力，可实现污染物的迅速吸附与彻底矿化。以原位红外光谱为评价手段，在线监测了光催化降解典型制冷剂四氟乙烷(CH2FCF3,R134a)的进程，包括R134a的瞬间吸附、R134a大量被光催化降解时C—F键的断裂、R134a被彻底降解的过程。明确了光催化降解R134a的最终产物为HF和CO₂。结果表明，在BiPO4/GA气凝胶光催化作用下，R134a可被彻底矿化分解。研究结果将为降解废弃制冷剂提供有效途径，原位红外光谱的应用也将为废弃制冷剂的分解过程提供可靠的监测手段。     

浅议制冷剂替代品的发展

目前臭氧层不断被破坏和气候逐渐变暖,是人类所面临的两大亟待解决的问题.电冰箱、空调器的制冷剂氟利昂是破坏臭氧层和制造温室气体的参与者,目前各国均致力于绿色环保制冷剂的研发,比较成熟的替代R12的制冷剂主要有R134a和R600a,替代R22的制冷剂主要有R407C和R410A.阐述了这些新型制冷剂的性质、特点及循环性能,同时指出制冷剂进一步的替代方向.     

R22替代技术研究

臭氧层破坏和全球气候变暖已成为当今世界所面临的主要环境问题.也是制冷和空调业近年来所遭遇的严峻考验和挑战.目前,替代R22的制冷剂主要有HFCs类的R134a、R407C、R404A、R410A以及天然制冷剂NH<,3>、CO<,2>和丙烷、丙烯等烃类制冷剂,每种制冷剂有各自的适用工作范围.试验采用了目前市场保有量比较大的螺杆式制冷压缩机. ……     

1—1—二氟乙烷气体比热的实验测量和理论计算

1-1-二氟乙烷(R152a)对大气臭氧层没有破坏作用,是制冷剂R12(二氟二氯甲烷)的有希望的替代物之一。本文在流动式高压气体比热实验台上测量了R152a气体的定压比热。温度范围为313～353 K,压力范围为0.4～2.3 MPa。为检验实验装置的可靠性和准确度,测定了R22气体的定压比热,经与文献值比较,测量偏差小于0.4％。本文还应用统计热力学中的微扰理论对所测范围内的测量点进行了比热的理论计算,计算结果与本文实验值的平均相对偏差为1.42％。     

R22替代技术研究

臭氧层破坏和全球气候变暖已成为当今世界所面临的主要环境问题，也是制冷和空调业近年来所遭遇的严峻考验和挑战。目前，替代R22的制冷剂主要有HFCs类的R134a、R407C、民404A；R410A以及天然制冷剂NH、CO2和丙烷、丙烯等烃类制冷剂，每种制冷剂有各自的适用工作范围。试验采用了目前市场保有量比较大的螺杆式制冷压缩机。     

环保型制冷剂二氟甲烷(R32)的合成研究进展

环保型制冷剂二氟甲烷(R32)具有良好的环保性能,可替代会破坏臭氧层的氟利昂(R22)。本文研究探讨了R32的物性参数和主要合成方法,认为二氯甲烷液相氟化法原料易得,工艺简单且易于控制,反应温度低,能耗省,原料转化率、选择性高,产率高,可连续化生产,技术成熟,是工业合成R32的主要方法。     

非共沸混合工质R32/R134a在水平微翅管内流动沸腾特性

对非共沸混合工质R32/R134a在5种水平微翅管内的流动沸腾特性进行了实验研究,获得了传热系数随质量流量、热通量及干度的变化关系,并对各种工况下的换热机理进行了分析和讨论.同时,对R22和R32/R134a在微翅管与光管内水平流动沸腾传热系数进行了比较.     

在新型水平三维内微肋管中R134a的凝结传热

以R1 34a为工质 ,对一种新型水平三维内微肋管内凝结传热性能进行了实验 .实验管件为外径 1 6mm ,内径 1 2mm的铜管 ,实验工况范围为 :质量通量 1 2 5～ 2 85kg·m- 2 ·s- 1 ;进口压力 0 .51～ 0 .77MPa ;蒸汽干度0 .1 4～ 1 .将实验得到的局部传热系数与相同工况下Shah的水平光滑管内凝结传热关系式的预测值进行了比较 ,结果在本实验质量通量范围内 ,该三维内微肋管的局部凝结传热系数 (x =0 .6时 )是光管的 1 .7～ 3倍 ,平均强化比为 2 .2 .     

三维内微肋管内凝结流型分区及分层波状流换热关联式

引　言水平管内的受迫对流膜状凝结广泛用于化学工业及制冷与空调的冷凝设备中 .对于冷凝器的设计 ,确定管内膜状凝结换热系数是至关重要的 .众所周知 ,水平管内受迫对流凝结在流动方向汽液两相流动会出现不同的流型 ,对于不同的流型 ,对应的换热机理和换热系数也各不相同 .因此 ,首先需要区分管内受迫对流换热的流型 ,在此基础上再针对不同的流型对其凝结换热过程进行研究 .对于整个凝结换热过程 ,通常是根据汽液两相流在不同流型时的流动及换热特征将凝结过程划分为不同的流型区域 ,并得到相应的流型转变的判据 ,然后通过实验对不同的流型…     

微细通道中R32流动沸腾换热的数值模拟

利用VOF多相流模型对R32在1、2 mm水平光管内流动沸腾换热进行了二维非稳态数值模拟。模拟的工况为：质量流速100 kg·m²·s^-1,热通量12 kW·m^-2,饱和温度15℃。模拟结果显示：2 mm通道内工质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流、泡状流、弹状流;1 mm通道内工质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流、泡状流、受限泡状流、弹状流。利用模拟所得气相体积分数分布、温度分布,分析了R32管内流动沸腾过程中的基本规律和气泡运动特点,以及管径对流动沸腾换热过程流型的影响。利用数值模拟结果与实验结果进行对比,显示较好的一致性。     

含油R32管内流动沸腾换热特性测试及关联式开发

R32作为低温室效应制冷剂得到广泛应用,空调器中循环的介质是制冷剂与润滑油的混合物,掌握R32-润滑油混合物的流动沸腾特性是R32空调器优化设计的关键。本文的目的是参照空调器实际运行工况,测试R32-润滑油混合物的管内流动沸腾换热特性,开发传热系数关联式。新搭建了具有防爆功能的R32-润滑油混合物管内换热性能测试台,采用换热管为7 mm铜管,测试的质流密度200~400 kg/(m²·s)、干度0.2~0.7、油浓度0~5%。实验结果表明,R32-润滑油混合物管内流动沸腾传热系数随质流密度的增大而增大;在中低干度下传热系数随油浓度的增大而增大,在高干度下随油浓度增大先增大后减小并于3%油浓度处取得最大值。基于混合物物性与流型开发了传热系数关联式,预测值与85%的实验数据的误差在±20%内。     

5mm微肋管内R404A流动沸腾压降特性

为了给冷链用换热器小管径的可行性提供理论支持，对R404A制冷剂在5mm微肋管内流动沸腾压降特性进行了实验研究。实验工况为：饱和温度为0℃、热通量为5～25kW/m²、质量流速为200～500kg/(m²·s)、干度为0.1～0.9。研究结果表明：质量流速的提高不仅会增大摩擦压降，同时使摩擦压降随干度变化的趋势提前转变；摩擦压降受热通量的影响较小，在0.1～0.7的干度区间，摩擦压降不随热通量的增大而改变，热通量仅会使摩擦压降的拐点提前出现；与光滑管相比，微肋管内的两相流动摩擦压降较高，增大质量流速会提高摩擦压降的增量，当干度值为0.4时，增量出现极值，随后增量逐渐上升。本实验研究的数据与理论预测模型的对比显示：修正后的Kim模型能够较佳的预测本实验数据，绝对平均偏差11.54%，偏差幅度±30%以内的数据多达85.23%。     

制冷系统用新型水平管降膜蒸发

以R134a制冷循环为基础,将水平管降膜蒸发应用于蒸发器中,通过调节不同工况来研究其换热特性。其中热通量8～40 kW·m^-2,工质的喷淋量0.005～0.04 kg·m^-1·s^-1,以光滑管为基础,对针对降膜蒸发而设计的TJX、EX两种强化管进行了实验研究,并利用修正威尔逊法进行数据处理。分析表明,降膜蒸发换热特性主要与热通量和喷淋量有关,而随着热通量的增加,每根管型传热系数在遇到临界热通量点后呈现下降趋势。此外强化表面的传热系数要明显优于光滑管,特别是具有网格槽道设计的EX管。由于实验系统是一个制冷系统,含有润滑油,发现润滑油的存在明显降低了传热系数。最后在实验基础上对光滑管换热特性进行预测,并在此基础上提出强化管的修正系数。     

R1234ze(E)在泡沫金属管内的流动沸腾换热和压降特性

泡沫金属具有超大比表面积和高热导率,将其填充于换热管内可用于制冷空调系统的强化传热。研究了R1234ze(E) 在泡沫金属管内的流动沸腾换热和压降特性。实验工况为：干度0.1~0.9,质流密度90~180 kg·m^-2?s^-1,热通量12.4~18.6 kW·m^-2。测试样件为泡沫铜填充管,孔密度为10~40 PPI、孔隙率为90%~95%。实验结果表明,R1234ze(E) 比R410A的传热系数低2%~10%,两相压降低30%~42%;当干度大于0.8时,低质流密度下泡沫金属管内传热系数随干度的增加增幅更大;泡沫金属在强化流动沸腾换热的同时,造成压降显著增加,换热影响因子的范围为1.23~2.90,压降影响因子的范围为6~45。开发了适用于R1234ze(E) 的泡沫金属管内流动沸腾换热和压降关联式,传热系数和两相压降的预测值与95%的实验值误差分别在±15%和±25%以内。     

R404A在水平内螺纹管中的冷凝传热研究

经过实验与理论对比,研究了R404A在外径9.52 mm内螺纹管内局部平均冷凝换热系数。采用Cavallini纯工质与混合工质关联式分别计算的冷凝换热系数,最大偏差不到4%。在工程计算R404A内螺纹管内冷凝换热系数时,可将其以纯质来对待。分析比较Cavallini,Yu-Koyama和Kaushink-Azer关联式,各自的理论预测值和实验结果相比,表明Cavallini关联式的预测精度最高,其标准偏差为7.76%。因此Cavallini关联式对于R404A在管内的冷凝换热预测有较好的适用性。研究结果对R404A冷凝器的工程设计及其优化具有一定的参考意义。