制冷剂雾化的节流及分液特性探讨

摘要

在风冷热泵系统中，常采用节流阀与分液头配合作为制冷剂节流与分配机构，虽然节流阀具有较好的流量调节特性，并通过分液头使节流后低压气液两相工质分配至蒸发器各并联支路，但受分液头结构及布置方式、蒸发盘管阻力特性、蒸发器布风均匀性(或蒸发盘管换热均匀性)等因素的影响，使蒸发器各并联支路气液两相工质分配不均，造成蒸发盘管面积未能得到充分利用，严重影响蒸发器的换热性能。为解决制冷系统蒸发器液相冷媒分配不均并提高蒸发器内液体制冷剂的换热性能,本文创新性地提出采用雾化喷嘴代替节流阀的雾化节流的方案,并采用CFD方法分析了系统蒸发、冷凝温度、阀前过冷度对制冷剂雾化的节流和分液特性的影响.结果表明,所论节流雾化喷嘴在蒸发温度5～15°C、冷凝温度45～55°C、过冷度0～8K范围内喷嘴出口流量在4.125至5.230g/s之间波动,整个节流特性受冷凝温度影响较大;蒸发、冷凝温度和过冷度均会对制冷剂液滴流量和速度及气流扰动等因素产生较大影响进而导致分液特性的较大波动,其中蒸发温度和过冷度的升高能在很大程度上促进分液均匀,均匀性最佳能提高93%,最大流量偏差最高下降95%;冷凝温度升高过多使得雾化流场速度衰减减弱,破碎长度增加达40%,并且气流扰动加剧,导致分液均匀性急剧恶化而影响蒸发盘管换热.