r290在水平光滑管内沸腾换热和压降特性的研究

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月万方数据摘要R290在水平光滑管内沸腾换热和压降特性的研究摘要丙烷R290，作为碳氢化合物，是一种天然环保制冷剂，具有零臭氧损耗潜值，非常低的全球变暖潜值,以及良好的传热流动性能，是一种理想的HCFCs类制冷剂替代物。因此，本文将以丙烷为工质，进

2、行相关的研究。换热器的小型化是一种趋势，因为其有以下优点：增加传热面积，增强热交换，提高能量效率等。按照目前的趋势，换热器中所用管的直径将变得越来越小，直径5毫米的小管已经广泛应用于空调的蒸发器中。而且由于丙烷的可燃性，采用小管径的换热管，可以有效地减少制冷剂的充量，以提高系统的安全性。此外，采用小管还能加强传热，节省材料，增加紧凑性等。因此，小管内的流动沸腾研究在沸腾换热领域也变得越来越重要。本文针对目前关于丙烷R290小管内两相流动沸腾换热和压降研究不足的情况，设计并搭建了，可进行R290在外径5mm水平光滑管内两相流动沸腾换热和压降特性研究的实验台架，进行了初步的实验

3、测试。并利用实验台架设计的基础数据，结合fluent，对其进行了相关的性能模拟。取得的以下结论：1.随着管内入口干度的增大，管内流型由塞状流逐渐变化为段塞流，再慢慢向弥散流转变。改变质流密度，对流型并无本质改变，但会加快管内流型的转换。数值模拟结果和Mandhane流型图能较好地进行匹配。2.随着质流密度的增加，以及相应热流密度的增加，传热系数会随之增加；但在低干度区域，其效果不如在高干度区域明显。大多数情况下，随着饱和蒸发温度的上升，传热系数随之增大，但在高干度区域，增加的效果并不显著。3.随着入口干度的增大，质流密度的增加，管内两相摩擦压降也相应的增大，而且在高干度区域

4、，其受质流密度的影响要大于在低干度区域。随着管内饱和蒸发温度的上升，管内两相摩擦压降逐渐减小，而且随着入口干度的增加，在同一干度点，不同饱和蒸发温度下的两相压降降幅增大。关键词：R290，流动沸腾，换热，压降，流型I万方数据AbstractBOILINGHEATTRANSFERANDPRESSUREDROPOFR290INSIDEHORIZONTALSMOOTHTUBESABSTRACTPropane(R290)ashydrocarbonsandonekindofenvironmentally-friendlyrefrigerants,isoneofthepotential

5、candidateswhichcanmeettherequiredenvironmentalcriteriatoreplaceHCFCsfluids.Becauseithaszeroozonedepletionpotential,verylowglobalwarmingpotentialandgoodheattransferandflowcharacteristics.Hence,inthispaperwewillusepropaneastheworkingfluid.Theminiaturizationoftheheatexchangerisatrend,sinceito

6、ffersfollowingadvantages:increasingtheheattransferarea,enhancingtheheatexchange,andimprovingtheenergyefficiency.Itseemsthatsmallerandsmallertubeswillbeusedinevaporatorinthenearfutureandrecently5mmdiametertubeshavebeenwidelyusedinairconditioningevaporator.Consideringtheflammabilityofpropane

7、,usingsmalldiametertubescaneffectivelyreducetheamountofrefrigerantchargetoimprovethesecurityofthesystem.Inaddition,usingasmalltubealsocanenhanceheattransfer,savematerial,andincreasethecompactness.Therefore,theresearchofflowboilinginsmalltubesisbecomingincreasi