微通道换热器的设计与实验研究

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1、上海交通大学硕士学位论文微通道换热器的设计与实验研究姓名：李庆友申请学位级别：硕士专业：@指导教师：王文20060201上海交通大学硕士学位论文微通道换热器的设计与实验研究摘要微小型化是当代科技发展的重要方向之一近些年来微小通道紧凑式换热器在汽车宇航电子和制冷等行业内的应用越来越广但是对于微小型通道内的流动传热机理等问题仍然还存在着很多争论这方面的基础研究仍然处于初步阶段本文首先分别从单相和两相的角度总结了近年来学者对微通道内的流动和传热的研究成果适当分析了微通道与大通道微小通道内流动传热机理的差异其次为了设计出比较适合的微通道换热器本文应用Flue

2、nt软件对通道结构进行了流动特性的定性分析同时从能力守恒的角度建立了微通道的数学模型并用Fortran语言编写程序对制冷剂在不同截面(0.3创0.2mm,0.30.3mm220.3´0.4mm0.3´0.5mm和0.3´0.6mm)尺寸和流量(700kg/ms867kg/ms2和1033kg/ms)情况下流动和传热特性进行仿真根据理论设计的指导作者设计出了实验所测试的微通道换热器同时利用现有的机械加工手段完成了对该微通道换热器的加工微槽道是采用线切割的方法加工其它部件直接由普通机床所完成为了能够获得更加可靠的数据作者设计了两套实验方案对微通道换热器进

3、行研究一是单相实验系统实验工质是水二是两相实验系统实验工质是R134a单相水系统实验系统是一个开放的系统I摘要由气压驱动部分部件测试部分加热部分流量测量部分和数据采集与存贮部分这种结构的特点是构造简单流量易控制和成本较低两相制冷剂系统是一个闭式系统主要由小型制冷系统测试旁路系统加热系统和数据采集与存贮系统由于时间原因本文所完成的实验仅是单相水系统实验所测试的微通道截面尺寸为200x100m有效长度长度为70mm流动传热实验的工况范围是质量流量G4502750kg/ms加热直流电压U616V实验研究的结果表明微通道内传热与流动特性跟常规理论存在着明显的

4、差异作者分析主要原因可能是由通道尺寸的减小引起了流体的Kn数与常规尺度通道的不同从而使得通道表面的粗糙度L/Dh流体的物性等因素对流体流动和传热的影响更加显著关键词微通道换热系数摩擦系数水II上海交通大学硕士学位论文DESIGNANDEXPERIMENTALINVESTIATIONOFTHEMICRO-CHANNELHEATEXCHANGERABSTRACTMicrominiaturizationisoneofimportantdirectionsofcontemporaryscientificandtechnicaldevelopment.Inth

5、epastafewyears,micro-andmini-channelheatexchangershavebeenextensivelyusedintheindustriesofautomobile,aerospace,electronicsandrefrigeration.However,therearesomanycontroversiesinrelatedtheoreticalproblems,suchasflowandheattransfermechanism.Sotheseinvestigationsarestillinanimmatur

6、estage.Firstofall,thispapersummarizedcontemporaryresearchfindingsonflowandheattransferinsidemicro-channelfromsingleandtwo-phaseviewpoints.Secondly,inordertodesignthemostapplicablemicro-channelheatexchanger,commercialsoftwareofFluent6.2isadoptedtomakeaqualitativeanalysisofflowbe

7、haviorsofmicro-channels.Furthermore,mathematicalmodelingsofmicro-channelwerebuilt,andaccordingtothesemodelingscodesofFortranwereprogrammedtosimulateperformanceofrefrigerant(R134a)onflowandheattransferinsidethemicro-channelunderdifferent222flowrate(700kg/ms867kg/ms和1033kg/ms)and

8、cross-sectionaldimension(0.3创0.2mm,0.30.3mm0.3´0.4mm0.