r134a螺旋管內(nèi)流動沸騰換熱特性研究

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1、山東大學碩士學位論文摘要螺旋管因其在傳熱性能上明顯優(yōu)于直管，且具有結(jié)構(gòu)緊湊和加工制作方便等優(yōu)點，在能源動力、石油化工、核反應堆以及制冷與空調(diào)工業(yè)得到了廣泛應用。但由于兩相流動的復雜性和缺乏對汽(氣)液界面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)和動力學行為的微觀認識和定量描述等原因，螺旋管內(nèi)兩相流動沸騰傳熱，成為當前兩相流研究領域的重要課題之一。制冷劑氯氟烴(CFCs)對大氣臭氧層有嚴重的破壞作用，被禁使用迫在眉睫。R134a是目前國際基本公認的作為CFGl2的替代制冷劑的最佳選擇，并且已經(jīng)投入商業(yè)應用。R134a的特點是對大氣臭氧層的破壞能力指數(shù)(ODn為零，地球溫室效應(GwP)值為0．26，不易燃，無

2、毒，無腐蝕作用，是目前最具有實用性的替代工質(zhì)。研究R134a螺旋管內(nèi)的流動沸騰傳熱特性無論對舊系統(tǒng)的改造還是新系統(tǒng)的設計開發(fā)以及可靠運行都具有重要的理論意義和工程應用價值。在設計搭建實驗臺的基礎上，以R134a為工質(zhì)對螺旋管內(nèi)的兩相流沸騰換熱特性進行了研究。實驗段采用內(nèi)徑為8．1nlm，外徑為10蛐，螺旋直徑為300咖，管長為7．544m的螺旋管。實驗條件為：平均蒸發(fā)溫度：‘一5—20℃，質(zhì)量流速：G=100—400kg，(m2sl，熱流密度：5～20l哪，m2，干度：善。o．1一o．8。并利用“sualb鵲ic語言編制了數(shù)據(jù)處理程序。程序計算以總結(jié)的數(shù)據(jù)處理方法為依據(jù)，主要

3、包括“測量參數(shù)輸入頁面”、“查表參數(shù)輸入頁面”和“結(jié)果輸出”三個界面。此數(shù)據(jù)處理程序為實驗數(shù)據(jù)的批理處理提供很大的幫助。對各種實驗條件下的數(shù)據(jù)進行了采集處理。并應用誤差分析和誤差傳遞理論對試驗數(shù)據(jù)的不確定度進行了分析。實驗結(jié)果顯示：平均傳熱系數(shù)隨著質(zhì)量流量的增大而增大，隨蒸發(fā)溫度的增大而增大；當熱流密度較小時，局部傳熱系數(shù)隨干度的增加單調(diào)增加，而當熱流密度增加到一定程度后，局部傳熱系數(shù)先增加，當干度達到一定值時，開始有所降低。熱流密度越大，局部傳熱系數(shù)開始減小時的干度越小。對水平直管和螺旋管的局部傳熱系數(shù)隨干度的變化關(guān)系進行了比較：在相同條件下，直管的換熱系數(shù)比螺旋管的小。隨

4、干度的增加，直管中局部傳熱系數(shù)開始減小時的干度比螺旋管的小，并且降低的速度比螺旋管的快。以本文實驗數(shù)據(jù)為基礎，依據(jù)Jung等和Cavallini與zecchin提出的公式，山東大學碩士學位論文把平均換熱系數(shù)做為平衡迪恩數(shù)D。lq，普朗特數(shù)^，Maninclli參數(shù)x。和沸騰數(shù)肋的函數(shù)，發(fā)展出了螺旋管內(nèi)兩相流的換熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式。并把換熱系數(shù)的實驗值與發(fā)展出的關(guān)聯(lián)式得出的計算值進行對比，實驗結(jié)果與關(guān)聯(lián)式預測值符合的很好，最大偏差為±15％。關(guān)鍵詞：螺旋管，兩相流，R134a，沸騰換熱Ⅱ山東大學碩士學位論文ABSTRACTHclicaltllbesa聆widelyusedincner

5、gy柚dpower'petrochemical鋤ginceriII舀加de缸fcador，fe銜gerati∞趾daircondm帆ill島etcbyitshigIlerheattI徹sferefficiency，∞mpadins仇IctII化ande鶴etomanufacturc．Becauseofthe咖plexityofthe鉚o-pha∞now姐dshoftofthemicr0-knowing姐dqu姐titatiVe鋤alysisoftllehcat粕dm鶴s仃an蚶盯anddynalllicalacti徹衄thcinterfaceOftheVapor鋤dIiqui

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