关于行使R410A制冷剂的冷凝器,目前普及冷凝换热功能众从增大冷凝换热系数角度切入,对试验机理的查究仍较少。即日,咱们对 R410A 正在一根光管和两根水准双侧加强管管外冷凝的换热特色举办查究研究。沿途来看。
制冷剂轮回进程:制冷剂由液压隔阂泵驱动进入预热段,被预热段轮回水供应的热量蒸发至试验所必要的温度。试验测试段犹如于壳管式换热器,制冷剂R410A正在管外冷凝,管内单相水供应制冷剂冷凝所必要的冷量。冷凝后的制冷剂液体正在过冷段与恒温水箱中的轮回乙二醇溶液正在板式换热器中换热,确保制冷剂过冷,过冷的制冷剂液体最终汇入储液罐,举办下一次轮回。
2.2Wilson-Gnielinski 法Wilson图解法它是按照总的换热系数与水的流速的次方闭联所获得,但此举措关于双侧加强管存正在必然的差错,而 Wilson-Gnielinski 法诈欺压降先算出Nusselt数,从而计算出管内对流换热系数,可不思索该闭联,该法实用于管内流体雷诺数正在 2300~106的试验。
2.3 管外冷凝换热干系式按照 Nusselt 的外面理解施行的水准光管膜状凝集式可获得加强管外外的冷凝换热系数干系式为:
体味证,2 种管型下求得的管外冷凝换热 干系式的估计值与试验值的相对差错均15%以内。2.4 不确定度理解试验直接丈量不确定度睹外 2。
试验查究了R410A正在变入口水温和变水流量下的管外冷凝特色。试验测试管为1根光管和2根加强管。管外制冷剂饱和温度分辩为35,38,40 ℃,管内水流量的限度为0.6~1.6m3/h,入口水温限度为 20~33 ℃。为确保试验的切实性,需对试验装配发展验证性试验(验证性试验:R410A正在光管上的冷凝换热)。水准光管管外的冷凝换热系数可通过Nusselt 公式得回。图4示出管外冷凝换热系数试验值与Nusselt外面值的较量,体味证其外面与试验误差值正在 20% 以内,以为其具有较好的吻合性,验证试验台的牢靠性,该试验编制测试数据牢靠。
由图 5 可知,R410A 正在光管上冷凝时,其冷凝换热系数随入口水温的增大而增大。光管外外的外外张力小,更易正在外外变成液膜。入口水温较小时,制冷剂与换热管壁面的温差较大,即与壁面的过冷度较大,换热量也更大,从而正在换热管外外上变成了更厚的冷凝液膜,扩大了换热热阻,劝止了冷凝换热。以是,当入口水温升高时,冷凝液膜减薄,光管的管外冷凝换热系数增大。而图 6,7 分辩示出了 2 根加强管的管外换热系数均随入口温度的增大而减小。
双侧加强管肋片因为其独特的样式布局,外外张力较大,形成的液膜较薄,排液本事较强。以是,进口水温改变对液膜厚度改变不大。当入口水温增大,壁面温差渐渐变小,换热温差减小,热流密度低浸,加强管管外换热的热驱动减小,这些参数的协同管制导致了加强管的管外冷凝换热系数的减小。综上,本文以为跟着入口水温的升高,光管管外冷凝效率巩固首要起因正在于冷凝液膜的变薄,而加强管冷凝效率变弱首要起因正在于换热进程热流密度的减小。同时,从图 5~7 可看出差异饱和温度下入口水温发作改变导致管外冷凝换热系数的改变。
试验说明不管是光管仍然加强管管外冷凝换热系数都随饱和温度的升高而升高。当饱和温度上升时,饱和压力也随之升高,相似的入口水温条目下,制冷剂和水侧的换热量增大,热流密度增大,管外冷凝换热系数也会增大。3.3 管内水流量对管外冷凝换热系数的影响理解
从图 8~10 可看出,R410A 正在管外冷凝时换热系数随水流量的增大而增大,但趋向渐缓。
正在查究水流量与管外冷凝换热系数的闭联时,制冷剂正在光管和双侧加强管的管外冷凝换热系数随饱和温度的上升而上升。跟着饱和压力的上升,制冷剂的沸点也会擢升,等价于连结换热管壁面均匀温度的同时,增大了壁面过冷度,普及了卡诺轮回热恶果,管外冷凝换热系数会随之升高,这与差异的饱和温度下管内入口温度发作改变导致管外冷凝换热系数的改变处境相一概。3.4Wilson 图解法和 Wilson-Gnielinski 法区别理解经 Wilson 图解法估计的 EX1的管外冷凝换热系数为光管的 9.8~18.8 倍,而过程 Wilson-Gnielinski 法估计的 EX1 的管外冷凝换热系数为光管的 4.5~8.5 倍;过程 Wilson 图解法估计的EX2 的管外冷凝换热系数为光管的 8.4~15.4 倍,而过程 Wilson-Gnielinski 法估计的 EX2 的管外冷凝传换热系数为光管的 4.4~6.1 倍。光鲜地,Wilson 图解法正在估计管内换热系数时会偏小,正在估计管外冷凝换热系数时则会偏大,从加强倍率的角度理解,业界常识和极少公然的数据说明管内对流换热的加强倍率众人为 2~3倍,管皮毛变换热的加强倍率众人正在2~8倍。就试验中所得回数据而言,Wilson-Gnielinski 法更适当实践,双侧加强管的加强效率也特别可托。Wilson图解法是通过利用体味所得的总换热系数和管内水流速的指数闭联获得的。当换热管为光管时,指数为 0.8 曾经获得了广博试验的认证;然而当换热管为加强管时,因为换热管内部的肋片布局,管内换热明显巩固,管内换热热阻减小,全体换热巩固,总的换热系数增大。以是,利用正在加强管时,指数闭联也应该变大,仍沿用 Wilson 图解法会使管内加强倍率偏低,而管外冷凝换热系数加强倍率偏高。冷凝换热的巩固首要靠低浸液膜厚度。该双侧加强管的管外布局有利于将肋顶的冷凝液推到凹处,使冷凝液正在肋间会面,从而低浸冷凝液膜厚度;之后,正在重力的效率下,沿着环道滴落,且正在肋间的外外张力和制冷剂蒸汽滚动的影响下,冷凝液滴落时有把握的挥动,巩固了冷凝液排液本事;而管内的螺旋布局增大滚动阻力,加剧管内流体扰动,减小管内换热热阻,增大换热量和总的换热系数,从而竣工加强换热。4、结论
(1)相似流量和饱和温度条目下,光管管外冷凝换热系数随入口水温的升高而升高,而双侧加强管的管外冷凝换热系数则随入口水温的升高而减小。(2)相似流量和入口水温条目下,试验段饱和温度越高,压力越高,管外冷凝换热效率越好。(3)相似入口水温和饱和温度条目下,水流量越大,管外冷凝换热系数会跟着水流量的增大而增大但趋向渐缓。(4)双侧加强管 EX1 比双侧加强管 EX2 管外加强效率好,双侧加强管 EX1 均匀管外冷凝换热系数为光管的 6.5 倍,双侧加强管 EX2 均匀管外冷凝换热系数为光管的 6.1 倍,EX1 的冷凝换热较EX2 擢升了 6%。