R290水平管內凝結換熱和壓降的研究現(xiàn)狀
通過分析國外對R290 水平光滑管內和強化管內的流動凝結換熱的研究,得出R290 管內換熱系數(shù)較常規(guī)工質高,而強化管內的凝結換熱系數(shù)明顯高于光滑管。另外還列舉了一些典型的凝結換熱關聯(lián)式,并提出了進一步研究工作的建議。
1、前言
為保護人類生態(tài)環(huán)境,制冷劑的發(fā)展經歷了CFCs、HCFCs、HFCs、HCs 及其它自然工質的變化過程。目前,制冷劑替代物的研究呈現(xiàn)多元化、區(qū)域化的發(fā)展趨勢。R290 具有優(yōu)良的熱力性能,價格低廉,兼容性強,臭氧消耗潛值為0,全球變暖潛值很小,受到制冷空調工作者的廣泛關注。通常,對制冷劑的傳熱性能的研究主要有以下幾方面: 管內冷凝、管外冷凝、管內沸騰和管外沸騰。其中水平管內的凝結過程一直是研究者關注的內容。首先,管內凝結換熱現(xiàn)象在工業(yè)中廣泛存在,如制冷設備的冷凝器,化學工業(yè)中的各種凝結換熱器等,而在上述這些設備中,管子采用水平布置又十分常見,因此選取水平方向作為研究方向。
針對R290 水平管內凝結換熱的研究,有助于R290 制冷系統(tǒng)換熱設備的傳熱性能分析和結構優(yōu)化。諸多文獻提供了R290 水平管內凝結換熱的大量相關數(shù)據(jù),并對其進行了理論分析,對后續(xù)研究工作具有重要的借鑒意義;诖,這里對近年來有關R290 水平管內凝結換熱的研究成果進行了系統(tǒng)的分析。
2、R290 水平光滑管內凝結換熱的研究
Gursaran D. Mather (1998) 對R290 管內換熱系數(shù)進行計算,并和R12、R134a 管內凝結換熱系數(shù)做了比較。計算結果表明R290 的凝結換熱系數(shù)比R12、R134a 要高很多,平均冷凝換熱系數(shù)比R12 高200% ~ 233%,比R134a 高177% ~187%。
Nan 和Infante Ferreira(2000) 研究了R290 在光管、微翅管和格子管內凝結換熱,并將試驗結果與已有關聯(lián)式做了比較。Neeras(2001)研究了R290和R290/R170 的管內凝結。
結語
R290 作為新型環(huán)保制冷劑,得到了廣泛的關注和深入的研究。相關的研究文獻表明,對R290在水平光滑管內凝結,換熱系數(shù)與已有的從氟利昂制冷劑獲得的關聯(lián)式符合的很好。而關于R290 在水平強化管內凝結的相關試驗數(shù)據(jù)還較為缺乏。
對水平管內凝結,光管的換熱可以從Nusselt理論獲得很好的解釋。然而,強化管則表現(xiàn)出了不同的特性,需要進一步深入研究:
(1) 繼續(xù)開展多種工況下的R290 水平光滑管、強化管內凝結換熱試驗,獲取更多的實驗數(shù)據(jù),并與已有的換熱關聯(lián)式進行比較,得出R290水平光滑管和強化管內凝結換熱的關聯(lián)式;
(2) 對R290 水平管內凝結換熱過程采取可視化方法,觀察流型變化特征,為深入研究其凝結換熱機理提供依據(jù)。