空调热回收热管的传热与启动特性研究

摘要

随着中国经济的快速发展，能源问题越来越严重。经济的增长主要依靠能源的消耗为代价，给环境带来了许许多多的问题。节能与环境保护已是当前势在必行的首要任务。
　　 热管是有效的换热元件之一。分离式热管除具备一般热管的优点外，还具备远距离传输，汽液同向流动等优点，因此，分离式热管越来越被人们关注。但目前关于分离式热管的研究多集中在高，中温热管，而对常温热管的研究相对较少。空调热回收热管属于常温热管，本文针对热管在常温下的应用进行研究，分析其在常温下的工作特性。
　　 本文分析了分离式热管的工作原理及其特点。采用实验研究的方法对分离式热管的传热特性和启动特性进行了研究。通过实验研究，分析了分离式热管的充液率、送风温度和送风湿度对分离式热管换热器的传热特性的影响。结果表明，送风温度和风速对换热器的热流密度影响较大，送风湿度对热流密度的影响相对较小，得到了空调热回收热管的最佳充液率。依据实验结果及理论分析得到，在分离式热管冷凝器与蒸发器高差小或水平时分离式热管换热效率明显降低；大高差分离式热管运行时热管壁温呈现良好的等温性，而高差较小时分离式热管壁温沿工质流动不断变化。小高差下分离式热管换热特性对充液率的大小特别敏感，充液率偏离最佳值分离式热管换热效果明显下降。而大高差时分离式热管充液率在一定范围内偏离最佳充液率对热管换热器的换热效果影响不明显。制冷剂对分离式热管的传热特性影响不明显。在实验研究的基础上，本文提出了提高分离式热管换热器换热效率方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究状况

1.2.1国外研究状况

1.2.2国内研究状况

1.3热管在节能技术中的应用

1.3.1热管在工业余热回收中的应用

1.3.2热管在空调工程中的应用

1.3.3热管在太阳能技术的发展和应用

1.4课题研究的目的和主要内容

第二章 分离式热管传热原理与特性分析

2.1分离式热管工作原理

2.2分离式热管极限分析

2.3热管换热器传热特性的影响因素

2.3.1蒸发段倾角对流动特性的影响

2.3.2热流密度对流动特性的影响

2.3.3分离式热管换热器最佳工作状态

2.3.4分离式热管与整体式热管在结构特点与工作原理上的比较

2.4分离式热管的传热特性与传热模型

2.4.1分离式热管蒸发段的传热特性

2.4.2蒸发段管内流动沸腾传热模型

2.4.3冷凝换热模型

2.5本章小结

第三章 热管换热器传热特性实验研究

3.1实验台的搭建

3.2实验台的组成

3.2.1热管换热器

3.2.2风机设置

3.2.3加热系统

3.2.4加湿系统

3.2.5测量系统

3.3实验结果与分析

3.3.1空气处理过程

3.3.2分离式热管充液率对热流密度的影响

3.3.3迎面风速对热流密度和换热系数的影响

3.3.4热管蒸发器送风温度对蒸发器热流密度和换热系数的影响

3.3.5空气湿度对热管蒸发器热流密度的影响

3.3.6实验数据分析

3.3.7结论

3.4本章小结

第四章 分离式热管换热器启动特性的实验研究

4.1 实验设计

4.1.1工质的选择

4.1.2实验台搭建

4.1.3换热器参数

4.1.4抽真空与除气

4.1.5分离式热管充液最的控制

4.2实验结果与分析

4.2.1分离式热管最佳充液率确定

4.2.2不同制冷剂对热管换热性能的影响

4.2.3不同高差对热管换热器的影响

4.2.4分离式热管启动响应时间

4.2.5分离式热管的换热效率

4.3实验误差分析

4.4.测点温度分析

4.5提高分离式热管换热器换热性能的方法

4.5.1分离式热管垂直受热管内的流动特性

4.5.2沸腾传热恶化区及其防护措施

4.5.3提高分离式热管传热系数的方法

4.6本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的研究成果