發(fā)布時間：2020-11-07 08:07

　　 近幾年,四氟丙烯HFO1234ze因其極大的環(huán)境保護優(yōu)勢(ODP為零,GWP1,大氣壽命非常短暫,僅0.0029年)脫穎而出,因此本文針對新型制冷劑HFO1234ze進行研究,從實驗與理論兩個方面來探究其在水平管外的凝結(jié)換熱特性。本文對HFO1234ze和R134a在雙側(cè)強化管相變換熱實驗臺上進行了光管(Csmooth)、二維強化管(C43a、C44a)、三維強化管(C45a)外的凝結(jié)換熱實驗,并將二維強化管外的實驗結(jié)果與常用二維肋管外膜狀凝結(jié)換熱模型的預(yù)測結(jié)果進行比較,最終得出以下主要的結(jié)論:(1)HFO1234ze在水平管外的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)隨熱流密度的增大而減小,這種變化規(guī)律與Nusselt理論解的預(yù)測結(jié)果一致,HFO1234ze在水平光管外的凝結(jié)換熱實驗值與Nusselt理論預(yù)測值的偏差在±10%以內(nèi)。(2)對于HFO1234ze,無論是光管,二維強化管,還是三維強化管,在小熱流密度時,40℃工況下的管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)要比35℃工況下的大。但在大熱流密度(光管q大于15kW/m~2,強化管q大于50kW/m~2)時,40℃工況下的管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和35℃工況下的基本相等。(3)對于純工質(zhì)HFO1234ze,在相同的熱流密度下,其在三維強化管(C45a)外的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)高于二維強化管(C43a,C44a),二維強化管亦明顯高于光管,且有肋密度大的二維強化管(C44a)高于肋密度小的二維強化管(C43a)。在相同的壁面溫差7℃下,強化管C43a、C44a、C45a相對于光管的凝結(jié)換熱強化倍率分別為8.04、8.57、9.53。(4)本文運用常用的二維強化管凝結(jié)換熱模型(Beatty-Katz模型、Owen模型、Webb模型、Honda模型、Rose模型)對HFO1234ze和R134a在水平二維肋管外的凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)進行了預(yù)測,結(jié)果發(fā)現(xiàn):HFO1234ze的理論預(yù)測值與實驗值的偏差較大,為了更好地預(yù)測HFO1234ze在二維肋管外的凝結(jié)換熱特性,本文提出了針對新型制冷劑HFO1234ze在水平二維肋管外的膜狀凝結(jié)換熱模型,并且該模型無論是對新型制冷劑HFO1234ze還是制冷劑R134a,其理論預(yù)測結(jié)果與實驗值的偏差基本控制在±10%以內(nèi)。
【學(xué)位單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK124
【部分圖文】：

TT T TTPT TP34 561071914 15T T21181213圖 2.1 實驗系統(tǒng)流程圖2.冷凝器 3.鉑電阻溫度計 4.壓力變送器 5.閥門 6.加熱器 7.蒸發(fā)盤管卻水泵 10.恒溫冷水箱 11.加熱器 12.板式換熱器 13.電磁流量計 14.加恒溫?zé)崴��?

（1）制冷工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)：該循環(huán)系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、冷凝器、上升管和下降管組成。制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器中與熱水進行相變換熱蒸發(fā)，蒸發(fā)后的飽和蒸氣沿著上升的管道最終到達(dá)位于上部的冷凝器中，在冷凝器中與冷水進行相變換熱而凝結(jié)成制冷工質(zhì)飽和液體，凝結(jié)后的飽和液體在重力的作用下再沿下降的管道回到位于下部的蒸發(fā)器中，如此這樣就完成了一次制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器與冷凝器之間的相變換熱的循環(huán)。另外，為了使蒸發(fā)器中夾帶的液體汽化，系統(tǒng)在上升管外纏有電加熱絲。對凝結(jié)換熱管進行冷凝試驗時，只對試驗管通冷卻水，冷凝器兩側(cè)裝有觀察窗（如下圖 2.3），通過觀察窗可以觀察制冷工質(zhì)的凝結(jié)換熱過程以及冷凝液滴落的狀況。系統(tǒng)內(nèi)裝有均流板，工質(zhì)通過均流板后進入冷凝器，這樣可以使蒸氣在冷凝器中均布。冷凝器上部裝有鉑電阻溫度計（如下圖 2.4）用于測量冷凝器內(nèi)部的蒸氣溫度。為了減小系統(tǒng)誤差，容器和連接管道外均敷有隔熱材料。

（1）制冷工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)：該循環(huán)系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、冷凝器、上升管和下降管組成。制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器中與熱水進行相變換熱蒸發(fā)，蒸發(fā)后的飽和蒸氣沿著上升的管道最終到達(dá)位于上部的冷凝器中，在冷凝器中與冷水進行相變換熱而凝結(jié)成制冷工質(zhì)飽和液體，凝結(jié)后的飽和液體在重力的作用下再沿下降的管道回到位于下部的蒸發(fā)器中，如此這樣就完成了一次制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器與冷凝器之間的相變換熱的循環(huán)。另外，為了使蒸發(fā)器中夾帶的液體汽化，系統(tǒng)在上升管外纏有電加熱絲。對凝結(jié)換熱管進行冷凝試驗時，只對試驗管通冷卻水，冷凝器兩側(cè)裝有觀察窗（如下圖 2.3），通過觀察窗可以觀察制冷工質(zhì)的凝結(jié)換熱過程以及冷凝液滴落的狀況。系統(tǒng)內(nèi)裝有均流板，工質(zhì)通過均流板后進入冷凝器，這樣可以使蒸氣在冷凝器中均布。冷凝器上部裝有鉑電阻溫度計（如下圖 2.4）用于測量冷凝器內(nèi)部的蒸氣溫度。為了減小系統(tǒng)誤差，容器和連接管道外均敷有隔熱材料。
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本文編號：2873678