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1、論文題目：R417A在水平光滑管和內(nèi)螺紋管內(nèi)沸騰換熱的性能模擬專業(yè)：供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程碩士生：王躍勇（簽名）指導(dǎo)教師：姬長(zhǎng)發(fā)（簽名）摘要由于多相流的復(fù)雜性和缺乏對(duì)各相界面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)和動(dòng)力學(xué)行為的微觀認(rèn)識(shí)及定量描述等原因，多相流和沸騰傳熱，成為當(dāng)前多相流研究領(lǐng)域的重要課題。三元非共沸制冷劑R417A作為當(dāng)前R22的替代品，在流動(dòng)和換熱性能上與R22還存在一定的差異，研究其在蒸發(fā)器中的沸騰換熱，可以為今后替代制冷劑和相應(yīng)的蒸發(fā)器的研制提供理論依據(jù)。本文對(duì)替代制冷劑R417A在水平管內(nèi)沸騰換熱的性能進(jìn)行了數(shù)值模擬和理論分析。首先，基于管內(nèi)氣液兩
2、相流的流動(dòng)與換熱機(jī)理，運(yùn)用Fluent軟件構(gòu)建水平光滑管和內(nèi)螺紋管模型，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，通過(guò)熱力學(xué)和流體力學(xué)分析完成邊界條件的設(shè)定以及湍流模型和多相流模型的選取。其次，通過(guò)模擬計(jì)算，得到了管內(nèi)制冷劑R417A流動(dòng)沸騰換熱過(guò)程中溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和換熱系數(shù)的分布及變化規(guī)律。通過(guò)改變?nèi)肟谶吔鐥l件，模擬出了質(zhì)量流速、熱流密度、蒸發(fā)溫度和干度對(duì)沸騰換熱的影響規(guī)律：隨著制冷劑質(zhì)量流速和換熱密度的增加，換熱系數(shù)明顯增大；蒸發(fā)溫度對(duì)換熱系數(shù)的影響不是很明顯；隨著干度的增加，換熱系數(shù)先是增大到最大值，隨后出現(xiàn)管壁干燥、換熱系數(shù)迅速降低的換熱惡化現(xiàn)象，內(nèi)螺紋強(qiáng)化管中換
3、熱系數(shù)高峰值對(duì)應(yīng)的干度有向較大值的方向移動(dòng)的趨勢(shì)。第三，比較了光滑管和內(nèi)螺紋管換熱性能和壓降，分析了模擬結(jié)果。分析認(rèn)為，內(nèi)螺紋管能強(qiáng)化換熱不單是微肋造成的面積增大所引起，還有螺紋結(jié)構(gòu)所引起的濕潤(rùn)面積的增大、沸騰點(diǎn)和汽化核心的增多、擾動(dòng)作用及紊流效應(yīng)的增強(qiáng)、毛細(xì)濕潤(rùn)現(xiàn)象及對(duì)流體的旋轉(zhuǎn)作用等因素。壓降增大是由于螺紋管形成的二次流、摩擦的增大及流型的影響。最后，將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，并分析了兩者的誤差。結(jié)果表明數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合，進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。關(guān)鍵詞：沸騰換熱；兩相流；內(nèi)螺紋管；R417A；數(shù)值模擬研究類型：應(yīng)用
4、研究Subject:PerformanceSimulationofBoilingHeatTransferofR417AinsideHorizontalSmoothandInternallyGroovedTubesSpecialty:Heating,VentilationandAirConditioningEngineeringName:WangYueyong（Signature）Instructor:JiChangfa（Signature）ABSTRACTAsthecomplexityofmultiphaseflowandlackofmicro-
5、understandingandquantitativedescriptionoftheinterfaceheattransferanddynamicbehavior,multiphaseflowandboilingheattransferhasbecomeanimportantissueonmultiphaseflowresearch.AsthealternativetoR22atpresent,therearesomedifferencesbetweenternarynon-azeotropicrefrigerantR417AandR22in
6、theflowandheattransferperformanceandstudyofboilingheattransferonR417Aintheevaporatorcanprovidethetheoreticalbasisforthedevelopmentofreplacementrefrigerantsandthecorrespondingevaporatorsinthefuture.Thisarticlehasconductedthenumericalsimulationandtheoreticalanalysisonboilinghea
7、ttransferperformanceoftherefrigerantR417Ainhorizontaltubes.Firstly,basedonflowandheattransfermechanismofgas-liquidtwo-phaseflowintubes,thecomputingmodelsofahorizontalsmoothtubeandaninternallygroovedtubewerebuiltusingFluentsoftware,andmeshed.Theboundaryconditionsweresetandturb
8、ulencemodelandthemultiphaseflowmodelwereselectedthroughtheanalysisof
