水合物潜热输送材料的流动与传热特性研究

摘要

高密度潜热输送技术是一种新的节能的热量输送技术，四丁基溴化铵(TBAB)水合物浆（CHS）是一种适合中央空调的潜热输送材料，其在潜热输送领域有着广阔的应用前景。水合物浆的流动阻力特性和传热特性是其作为潜热输送材料应用于实际工程的最为重要的基础资料。本文运用实验的方法对TBAB水合物浆的流动与传热特性进行了相关研究，获得了不同固相含量的水合物浆的流动与传热特性。开展了水平管内TBAB水合物浆的流动实验，对水合物浆的流变性和摩擦阻力特性进行了研究。实验材料采用初始浓度为22%、30%的TBAB溶液生成的不同固相含量的水合物浆。实验结果表明，实验中测试的不同固相含量的水合物浆均具有幂律流体的特性，其幂律参数μ0、n受固相含量影响。在摩擦阻力特性研究方面，湍流摩擦阻力系数受固相含量及TBAB初始浓度的影响均不明显，所有实验中测试的水合物浆的湍流摩擦阻力系数与ReMR的关系可以用统一的关联式关联。在传热实验中，对固相含量与雷诺数Re对传热努谢尔数Nu的影响进行了一系列研究。实验材料采用初始浓度为22%的TBAB溶液生成的不同固相含量的水合物浆。在每一个实验周期内，Nu数表现出先缓慢下降后缓慢上升的特性。实验结果还表明，固相含量对Nu数的影响不明显，雷诺数是影响Nu数的主要因素，拟合得到的Nu数与Re数的计算关联式显示，水合物浆在水平管内流动的传热特性与冰浆相似。