R134a在微肋管内流动冷凝换热计算关联式的改进

本文选用表面传热系数为评价指标,对外径为6.35 mm的微肋管内R134a两相流动冷凝换热特性进行实验研究,分析了水力工况、测试管结构参数等对管内表面传热系数的影响,还选用Cavallini et al.关联式、Miyara et al.关联式和Oliver et al.关联式对微肋管内表面传热系数进行预测,发现Cavallini et al.关联式对微肋管内换热性能的预测能力最好,关联式预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为-21.47%和21.94%。虽然Miyara et al.关联式预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为16.21%、30.65%,但两者之间的误差范围为-47.12%～82.32%,说明在部分工况下Miyara et al.关联式对管内换热性能的预测仍存在较大误差。三个关联式中,Oliver et al.关联式的预测能力最差,预测值与实验值之间平均误差高达-54.93%,因此,实验根据现有实验数据对Oliver et al.关联式进行了修正,修正Oliver et al.关联式对管内换热性能的预测能力大大提高,预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为-2.37%和10.77%。     

水平内螺纹管内R410A流动凝结换热的实验研究

本文实验研究了R410A在水平内螺纹管内的流动凝结换热特性,分析了水力工况、测试管结构参数对管内制冷剂侧表面传热系数、压降的影响。结果表明:表面传热系数、压降均随着质量流速的增加、冷凝温度的降低而增大;虽然表面传热系数随着测试水Re的增加而减小,但测试水Re对压降的影响很小。利用单位压降表面传热系数对换热进行综合性能评价时发现,单位压降表面传热系数随着质量流速的增加而减小,随着冷凝温度的增大而增大。将实验数据与经典关联式的预测值进行对比,对于光滑管,除了Akers et al.关联式低估了实验数据,Shah关联式与Thome et al.关联式均高估了实验数据,并且Thome et al.关联式表现出最高的预测精度。而对于内螺纹强化管,Cavallini et al.关联式展现出最高的预测精度,而Koyama et al.关联式与Miyara et al.关联式均低估了实验数据。     

R134a在微肋管内的冷凝换热特性

本文在35、40和45℃三种冷凝温度下,对R134a在微肋管内的冷凝换热进行了实验研究。选用质量流量、冷凝温度、微肋管结构参数为变量,以总传热系数、水侧传热系数、制冷剂侧表面传热系数及压降为评价指标。结果表明:总传热系数、制冷剂侧表面传热系数、压降均随着质量流量的增加、冷凝温度的降低和管径的减小而增大,而水侧传热系数随质量流量的增加而稍有降低,冷凝温度对其值影响并不大。热阻分析时发现:随着质量流量的增加,水侧热阻占总热阻比值逐渐增加,而制冷剂侧热阻所占比值逐渐减小,但制冷剂侧热阻总小于水侧热阻;对换热器进行综合性能进行评价时,以表面传热系数与压降的比值(单位压降表面传热系数)为指标,发现该比值均随质量流量的增加呈先减小后增大的趋势,并随着冷凝温度的降低、管径的减小而增大。     

R32水平单管内的蒸发换热特性

本文对2根不同孔径单管在饱和温度分别为0℃、5℃和10℃工况下进行水平管内R32蒸发换热的实验研究。采用热阻分离法得到管内制冷剂侧蒸发传热系数,以质量流量、饱和温度为影响因子,对实验结果进行单管热阻分析及综合性能评价。结果表明:管内传热系数及压降均随着质量流量的增加而增加,管径对传热系数影响较大,1#传热系数约为2#的1.1~1.3倍,不同质量流量下温度对传热系数及压降的影响比重不同;随着质量流量的增加,管外水侧热阻占总热阻的比例逐渐增大,管内制冷剂侧热阻占总阻值的比例逐渐减小;两根单管单位压降传热系数均随质量流量的增加而减小,在不同质量流量下饱和温度对参数的影响比重不同。     

R134a在螺纹管内冷凝换热及压降特性

为了研究冷凝温度和管径对3种内螺纹管内制冷剂R134a流动换热系数和压降的影响,对3根不同管径的内螺纹管(6.35,7.00和8.00 mm)在不同冷凝温度下(35,40和45℃)进行了冷凝实验。探究了冷凝温度、螺纹管直径和质流密度对换热特性及压降的影响。实验结果表明:冷凝温度越低,制冷剂侧传热系数越高,压降也越大。6.35 mm管的制冷剂侧传热系数最大,压降也最大,但单位压降冷凝传热系数μ(μ=h_r/ΔP)最高,综合性能最佳。     

市政污泥干燥特性的实验研究和模拟分析

采用薄层干燥的方式对嘉兴市某污水处理厂的脱水市政污泥在不同厚度和温度下的干燥特性进行实验研究,并通过引入薄层干燥模型,对薄层市政污泥干燥过程进行模拟分析。结果表明:厚度越小或干燥温度越高,污泥干燥速率越快。当温度从70℃上升到130℃时,最大干燥速率从0.025 87 g·(g·min)~(-1)上升到0.081 58 g·(g·min)~(-1);从节能角度考虑,温度过高会导致有更多的能量消耗在污泥干质上,不利于能量的有效利用;Midilli模型很好地描述了市政污泥含水率的变化与时间的关系;应用Fick扩散定律推导出70～130℃下薄层市政污泥干燥的水分有效扩散系数变化范围为5.96×10~(-9)～3.24×10~(-8) m~2·s~(-1),并利用Arrhenius方程建立有效扩散系数与温度的关系,得到薄层市政污泥水分扩散的活化能为31.32 kJ·mol~(-1)。     

R410A和R134a在水平强化管内的冷凝换热性能

为研究强化管的冷凝换热性能和强化换热机理,采用实验的方法对R410A在外径6.35和8 mm的光管及内螺纹管(螺旋角为18°和28°)中的冷凝换热性能进行了研究,并与R134a进行对比,实验工况:冷凝温度30和35℃,质量流速400～1 100 kg/(m~2·s)。结果表明:螺纹管冷凝传热系数强化倍率均显著大于内表面扩展倍率;R134a强化因子大于R410A,强化管对粘度、表面张力较大的制冷剂强化效果更显著;8 mm管强化因子大于6 mm,管径较大时,换热提升效果更好;水侧雷诺数为14 000时,8 mm、28°螺纹管在质量流速为500 kg/(m~2·s)时,管内外侧热阻接近,强化效果较好。     

油循环率对电动汽车空调压缩机性能的影响

为研究油循环率对电动汽车用变频空调涡旋式压缩机（R134a）性能的影响,本文通过应用第二制冷剂法压缩机性能测试台及油分离式油循环率测量装置,实验对比了压缩机转速分别为3 000、4 500、6 000 r/min在两个高负荷工况下的性能,实验结果表明：油循环率对电动汽车空调涡旋式压缩机性能有显著影响。油循环率在1%~10%范围内,同一工况、不同转速时,压缩机容积效率和电效率均随油循环率降低而减小0.02~0.05,而压缩机排气温度和壳体温度均随油循环率的降低而升高5~15 ℃,且低转速时油循环率的影响更大;总体而言,油循环率<5%时,油循环率对压缩机性能的影响比油循环率>5%时更显著,因此5%是适度的油循环率。     

水平圆管内R410A的凝结换热特性研究

在一管内冷凝换热实验台上进行R410A流动冷凝换热实验,旨在研究水力工况、测试管管径对管内换热特性的影响进行探究。实验选用测试水雷诺数表征水力工况,选取换热系数、压降作为管内换热特性的衡量指标;并将实验数据与经典关联式预测值进行比较,扩展关联式的适用范围。实验结果显示:换热系数及压降均随着质量流速的增加、管径的减小逐渐增大,虽然换热系数随着测试水雷诺数的增加而减小,但测试水雷诺数对压降影响很小;Shah关联式和Thome关联式能够较好的预测实验数据,平均预测误差分别为18.83%和6.28%,而Akers关联式的预测值的平均误差达31.04%,足以证明其并不能准确预测实验数据。     

水平光管内R410A与R134a流动冷凝换热特性的对比研究

为研究R410A与R134a在水平光管内的冷凝换热特性,在管内冷凝换热试验台上进行冷凝试验,分析质量流量、冷凝温度、测试水雷诺数Re、管径和制冷剂物性对换热系数和压降的影响。研究表明:换热系数、压降均随着质量流量的增加而变大,随冷凝温度的升高而减小,换热系数随测试水雷诺数Re的增加而减小,而测试水雷诺数Re对压降的影响相对较小;尽管R410A的换热系数随管径的减小而增大,而管径对R134a换热系数的影响并不显著,R134a与R410A的压降均随管径的减小而增大;单位压降换热系数随质量流量的增加而减小; Cavallini et al.关联式可较好预测R410A与R134a在光管内换热系数,而Shah关联式只能用于预测R134a的换热系数。