新式控件在混合体内带动沸导热

添加人：admin 发布时间：2013/2/1 13:35:38 来源：中国冷库网

　
　　传热系数随热流密度的变化传热系数随质量流量的变化与直管内流动沸腾传热特性的比较螺旋管内单相对流传热的研究表明，螺旋管对传热的强化作用来自于其特殊的几何形状迫使流体在管内做圆周（螺旋）运动，离心力的作用使流体沿管周向形成了二次流，二次流与沿管轴向的主流运动相互叠加改变了管内流动的速度场和温度场，从而使传热得到强化。当两相流体在螺旋管内运动时，离心力的作用依然存在，则可以预期螺旋管内的两相流动与传热一定具有与直管内两相流动与传热不同的特点。
　　为了定量的比较螺旋管内流动沸腾传热系数与直管的差异，我们选用了两个水平直管内制冷剂流动沸腾计算式（Jung，1991[4]；Wattelet，1992[5]）的计算值与相同工况下螺旋管的实验结果进行了比较。分别列出了建立这两个关系式所采用实验数据的工况范围以及两个关系式的平均误差。Jung关系式在回归过程中没有将R134a的实验数据包含进去，但作者将该关系式的计算结果与他人的R134a实验数据进行了比较，证明该式亦能很好的预测R134a在水平直管内的流动传热系数[4]。是质量流量150kg/（m2s），热流密度10kW/m2时的比较结果。
　　与光滑管内流动沸腾传热系数的比较从图中可以看出：在整个实验干度范围内，螺旋管内流动沸腾传热系数都高于Wattelet关系式的计算值；与Jung关系式比较，干度小于0.7时，实验值明显高于计算值，而当干度高于0.7时，两者大小相当。在0.20.9的干度范围内对两个关系式的计算值积分求平均，则可以发现实验传热系数的平均值比Wattelet的计算平均值高6.0，比Jung的计算平均值高15.0.可见，螺旋管对流动沸腾具有一定的强化作用，并且在低干度时螺旋管的强化效果比高干度时更为明显。对此可作简单分析如下：因为螺旋管内的二次流是离心力产生的，而离心力Fc的大小与介质的密度、速度v间有如下关系：Fcv2R-1（R为螺旋半径）。沸腾两相流中，液相密度远大于汽相密度（如对于饱和温度Ts=20的R134a，其液相密度是汽相密度的43.5倍），而汽液两相的速度处于同一数量级，因此离心力作用主要体现在液相。
　　A.Abdu-lRazzak等[6]用Gamma射线法和电容法测量了R134a在水平管内汽液两相流的截面空隙率（即汽液两相所占管截面积之比），并回归出空隙率与干度的关系式。用该关系式计算出20时R134a管内流动沸腾两相流空隙率与干度的关系表示在中。可见当干度大于0.3时，汽相已经占据了管截面的80以上。和重力相比，离心力的作用逐渐减弱，螺旋管内的两相流动过程越来越接近水平直管。这就是螺旋管在低干度时强化效果更好的原因。
　　结论实验测量了R134a在螺旋管内的流动沸腾传热系数。制冷剂流量一定时，传热系数随着热流密度的增加而增加；热流密度一定时，传热系数随制冷剂流量的增加而增加。
　　通道截面周向形成二次流是螺旋管强化对流传热的主要机理。实验结果同水平管流动沸腾传热的比较说明：由于二次流的作用，螺旋管内流动沸腾传热比直管的有所强化，且在低干度区强化效果比高干度区明显。