文档介绍：低沸点工作介质对热虹吸管热工性能的影响
报告人:周峰
北京工业大学
项目来源:国家自然科学基金(51076003)
高等学校博士学科点专项基金(200800050010)
2011年10月25日
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主要内容
问题的提出
试验平台的建立
分析与讨论
主要结论
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热虹吸管内部的运动和传热过程,是一个流动、传热和相变等多个过程耦合并交叉影响的不可逆过程。影响因素有很多,如充液率、工作介质、倾斜角度、几何尺寸等。
在制冷介质环保替代的背景下,针对热虹吸管,对当前现有低沸点介质进行了比较分析。
对丙酮、甲醇、水、氨、R600a、R407C、R134a、R113、 R142b、 R134a、R32、R407C和R22等单质或混合物进行了试验研究。
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问题的提出
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试验平台的建立
热虹吸管试验系统主要包括热虹吸管、热虹吸管性能试验系统和热虹吸管真空及充注系统三个部分。
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试验工况
试验工况
蒸发段水槽温度℃
冷凝段水槽温度℃
工况(1)
28
18
工况(2)
55
35
所有工质的充注率均保持一致,为热虹吸管管内总容积的35%。
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分析与讨论(一)等效对流换热系数
热虹吸管内复杂的换热过程可简化为一种等效的对流换热过程,在保证传热功率与温差相同的条件下,引入等效对流换热系数来描述热虹吸管的综合传热能力。
可实测
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等效对流换热系数
变化趋势一致。
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工作介质区间划分
区间
工作介质
等效对流换热系数
W/(m2 K)
28℃
55℃
(1)
R152a、R407C、R417A
332-521
342-1074
(2)
R125、R245fa、R404A
1046-1319
1533-1682
(3)
R12、R134a、R22、R32、R410A、R502
1813-2673
2022-2293
√
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分析与讨论(二)冷凝段壁温及管内压力
℃
℃
[相对压力]
均温性目标
(45%)
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结论
通过对现有低沸点工作介质的筛选,得到在热虹吸管的应用中:
(1)不同温度工况下热工性能随介质的变化趋势是一致的,应优先选用R12、R134a、R22、R32、R410A、R502等具有较高等效对流传热系数的低沸点介质。
(2)两种工况下热虹吸管均表征出较好的均温性能,管内压力的变化趋势一致。需综合考虑热工和管材承压,合理选择低沸点介质。
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