管型对蒸发式冷凝器中水膜流动与传热的影响

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1、管型对蒸发式冷凝器中水膜流动与传热的影响蒋翔朱冬生张景卫（华南理工大学化工与能源学院，传热强化与过程节能教育部重点实验室广东广州510640）摘要：蒸发式冷凝器是一种新型高效冷却散热设备，相关研究有待深入，提出了扭曲管强化管外水膜流动及传热，与现有圆管和椭圆管进行了对比实验研究，结果表明，扭曲管间为有序的可控制水流，分布均匀，脱落速度快，更易形成柱状流，管表面水膜厚度比现有圆管和椭圆管小，扭曲管的传热系数高于椭圆管，特别是圆管，总结了扭曲管水膜对传热系数影响的经验式。关键词：热工学；蒸发式冷凝器；扭曲管；传热传质；水气两相流膜脱落速度测试为单管，其它为多根管组

2、成的盘管1引言2组，盘管组管外传热面积为12.25m，三角形叉排，我国能源日趋紧张，对制冷系统的节能提出了水平管间距52mm，垂直管间距38~52mm；制更高的要求。蒸发式冷凝器将水冷机组中的冷却塔冷剂R22；涡旋式压缩机，轴功率7.51kW；外平和冷凝器合二为一，省去了冷却水在冷却塔和冷却衡式热力膨胀阀；板式蒸发器工艺换热量37.8kW；器之间传递的水泵，相对于水冷和风冷方式，可分用户末端共3台，单台可配送制冷量13kW。别降低冷凝温度3~5℃和5~11℃，降低压缩机运流态观察实验流程为：水膜分布、厚度及脱落[1,2]行能耗9~30%。诸多学者进行了研究，结

3、果表实验中透过正面的透明有机玻璃对测试管的水膜进明相对于风冷或水冷凝式系统，蒸发式冷凝系统可行观测与拍摄记录，测试仪器包括每秒1万幅的柯[3-8]节能11%~70%。节能的要求促进了蒸发式冷达高速摄像仪和精度为0.01mm的激光测微仪。凝器得到迅速地应用，但蒸发式冷凝器传热传质过传热实验流程为：压缩机将制冷剂蒸汽排向蒸程具有明显的非线性特征，至今尚无成熟的理论和发式冷凝器的传热盘管内，与管外表面的水膜交换计算公式，设计和应用工程主要依赖工程数据，而热量，同时水膜与空气流以潜热为主、显热为辅的工程数据的缺乏，限制了它的发展和应用。我们前方式交换热量，空气流由风机

4、经风管排出室外并带期的工作中已研究了水喷淋密度和空气流场对圆管走水蒸气和热量，未蒸发的水流回水槽供循环使用；[9-11]的影响，本文设计和建立传热传质性能实验平制冷剂蒸汽被冷凝成液体后，经储液罐和干燥过滤台，对圆管、椭圆管、扭曲管等三种水平管蒸发式器进入膨胀阀，再进入蒸发器蒸发制冷，制冷剂蒸冷凝器的在不同冷却水喷淋密度和风速下传热传质汽又重新回到压缩机吸气状态，冷量由冷冻水送至性能进行研究，丰富理论研究体系，为设计和推广空调末端入房间使用。应用创造条件。实验中制冷剂流量和蒸发式冷凝器的风量、水量均由变频器控制调节，冷冻水流量由阀门控制调2实验装置流程及测试节。

5、由于实验需要测试的数据较多，采用了自动与实验装置和流程见图1和图2，包括完整的制手动测试相结合的方法，两者偏差不超过2%。自冷机组、用户末端及测试系统。制冷机组包括：蒸动监测系统采用具有多点数字采集功能的巡检仪，发式冷凝器，传热管为圆管、椭圆管及扭曲管，管配置平板电脑系统，并由MCGS全中文组态软件材为10#钢，基管外径d均为25mm，椭圆管和支持，以便实时存储记录实验数据。手动测量采用[12]扭曲管长短轴均为29.8mm和19.8mm，扭德国Testo系列仪器，温度测量精度为0.1℃，风曲管扭距为250mm，管表面经过热浸锌处理，水速测量精度为1%，空气湿度

6、测量偏差为±2%，流收稿日期：2007-8-15基金项目：教育部博士点基金（20050561017），粤港关键领域重点突破招标项目（TC05B372-8），广州市科技成果转化项目（2007C13G0041），华南理工大学科研基金（B10E5060360）；2006教育部推荐中国高校科技（专利）二等奖作者简介：蒋翔（1977-），男，讲师，博士，主要从事蒸发式冷凝、高效传热及纳米能源材料研究.E-mail:jiangx@scut.edu.cn量计测量偏差为0.5%，功率表精度为±0.05%。管数量；L为传热管长度，m。T3.2冷凝负荷Qc的计算排出气流G风机冷凝

7、负荷的计算有三种方法，一是制冷量Qo喷嘴挡水板换热盘管T加上压缩机轴功率Pc与效率ηc之积，二是制冷剂PT质量流量与放热率的乘积，三是进出口空气流的焓PTΔP变，经反复校核，发现三者差别不超过6%。第一空气流GT补充水种方法测试条件最稳定，对实际应用条件最有意义，空气流水泵经测试和分析，热损失系数可计为1.01：水槽蒸发式冷凝器Q＝1.01(Q＋Pη)（2）P压缩机cocc储液罐T蒸发器PT膨胀阀式中制冷量Qo即板式蒸发器换热量，由冷冻T水流量和温度变化来测定，冷冻水的定压比热和密GT度通过进出口的平均温度用内插法查得。冷冻水出末端冷冻水入3.3传热系数的计算

8、T温度计P压力表G流量计湿度计影响蒸发