含油制冷剂管内强化传热特性研究

摘要

在制冷系统换热器中,采用小管径换热管、内嵌泡沫金属换热管、纳米制冷剂,是强化换热管内传热性能的有效措施。本文针对目前小管径换热管、泡沫金属和纳米制冷剂强化传热技术研究中存在的不足,开展了三个方面研究,并得出如下结论:
　　 1)对环保制冷剂R410A-润滑油混合物在小管径强化管内流动冷凝的换热特性和压降特性进行了实验研究。研究结果表明,润滑油的存在总是恶化R410A的冷凝换热,并且恶化效果随着油浓度的增加而明显增加;在干度小于0.6时,润滑油会降低R410A的冷凝压降,在干度大于0.6时会增加R410A的冷凝压降。开发了基于混合物性的换热和压降关联式,换热关联式预测值与92％的实验数据误差在士20%以内,压降关联式预测值与实验数据误差在士30%以内,能够很好地预测R410A-油混合物在小管径强化管内的流动冷凝换热与压降特性。
　　 2)对泡沫金属加热表面的核态沸腾换热特性进行了实验研究,分析了泡沫会属结构和润滑油对换热特性的影响。研究表明,泡沫金属增强核态沸腾换热系数50%～160%;在实验研究基础上,开发了基于混合物性的冷剂/油混合物在泡沫金属加热面核态沸腾换热关联式,关联式预测值与95%的实验值偏差在士10%之内。建立了泡沫金属内流体流动沸腾的理论模型,并将理论模型的计算结果,与已有文献中相同工况下管壁顶部与底部的壁面温度以及沿程压降进行对比,结果表明模型预测值和已有的实验数据吻合较好。
　　 3)对含油纳米制冷剂核态沸腾中纳米颗粒的迁移特性进行了实验研究,得出了纳米粉体种类、纳米粉体粒径、制冷剂种类、热流密度和初始液位等因素对纳米粉体迁移特性的影响规律。
　　 最后给出了本文由于时间关系尚未深入研究的问题,以及将来需要进一步研究的内容。