r134a螺旋管内流动沸腾换热特性研究

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1、山东大学硕士学位论文摘要螺旋管因其在传热性能上明显优于直管，且具有结构紧凑和加工制作方便等优点，在能源动力、石油化工、核反应堆以及制冷与空调工业得到了广泛应用。但由于两相流动的复杂性和缺乏对汽(气)液界面传热传质和动力学行为的微观认识和定量描述等原因，螺旋管内两相流动沸腾传热，成为当前两相流研究领域的重要课题之一。制冷剂氯氟烃(CFCs)对大气臭氧层有严重的破坏作用，被禁使用迫在眉睫。R134a是目前国际基本公认的作为CFGl2的替代制冷剂的最佳选择，并且已经投入商业应用。R134a的特点是对大气臭氧层的破坏能力指数(ODn为零，地球温室效应(GwP)值为0．26，不易燃，无

2、毒，无腐蚀作用，是目前最具有实用性的替代工质。研究R134a螺旋管内的流动沸腾传热特性无论对旧系统的改造还是新系统的设计开发以及可靠运行都具有重要的理论意义和工程应用价值。在设计搭建实验台的基础上，以R134a为工质对螺旋管内的两相流沸腾换热特性进行了研究。实验段采用内径为8．1nlm，外径为10蛐，螺旋直径为300咖，管长为7．544m的螺旋管。实验条件为：平均蒸发温度：‘一5—20℃，质量流速：G=100—400kg，(m2sl，热流密度：5～20l哪，m2，干度：善。o．1一o．8。并利用“sualb鹊ic语言编制了数据处理程序。程序计算以总结的数据处理方法为依据，主要

3、包括“测量参数输入页面”、“查表参数输入页面”和“结果输出”三个界面。此数据处理程序为实验数据的批理处理提供很大的帮助。对各种实验条件下的数据进行了采集处理。并应用误差分析和误差传递理论对试验数据的不确定度进行了分析。实验结果显示：平均传热系数随着质量流量的增大而增大，随蒸发温度的增大而增大；当热流密度较小时，局部传热系数随干度的增加单调增加，而当热流密度增加到一定程度后，局部传热系数先增加，当干度达到一定值时，开始有所降低。热流密度越大，局部传热系数开始减小时的干度越小。对水平直管和螺旋管的局部传热系数随干度的变化关系进行了比较：在相同条件下，直管的换热系数比螺旋管的小。随

4、干度的增加，直管中局部传热系数开始减小时的干度比螺旋管的小，并且降低的速度比螺旋管的快。以本文实验数据为基础，依据Jung等和Cavallini与zecchin提出的公式，山东大学硕士学位论文把平均换热系数做为平衡迪恩数D。lq，普朗特数^，Maninclli参数x。和沸腾数肋的函数，发展出了螺旋管内两相流的换热系数关联式。并把换热系数的实验值与发展出的关联式得出的计算值进行对比，实验结果与关联式预测值符合的很好，最大偏差为±15％。关键词：螺旋管，两相流，R134a，沸腾换热Ⅱ山东大学硕士学位论文ABSTRACTHclicaltllbesa聆widelyusedincner

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