文档介绍：中国工程热物理学会传热与传质
学术会议论文编号:123105
非共沸混合物HFO1234yf/R32 在水平光滑管内的流动沸腾实验研究
李敏霞* 党超镔** 飞原英治**
*中低温热能高效利用教育部重点实验室,天津大学机械工程学院,天津 300072
** 日本东京大学新领域创成科学人间环境专攻
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摘要:本文对HFO1234yf/R32 混合物比例为50:50情况下,在水平管内的流动沸腾进行了实验研究。实验测试段为内径4mm的水平光滑不锈钢管,实验的蒸发温度为15oC,流量密度为 100kg/m2s, 热流密度为6- 24kW/m2。通过试验获得HFO1234yf /R32 的流动沸腾换热系数,同时与HFO1234yf进行比较。结果发现HFO1234yf /R32 混合物的传热系数与HFO1234yf 换热系数的基本相同在一些工况高于HFO1234yf。同时对混合工质换热出现的在不同Bo情况下,换热会随之变化情况给出了解释,认为在不同的Bo 情况下,物质扩散层的形成位置会造成不同,从而导致了混合物换热与纯工质换热系数的差别。
关键词:R32 流动沸腾 HFO1234yf 混合物
1引言
为了降低温室效应(GWP),国际上已经开始对高温室效应的HFC类制冷剂开始限制使用,欧洲已经提出了法案,在汽车空调中规定使用GWP<150的低温室效应的工质,目前新开发的HFO1234yf的 GWP 仅为4,已经开始应用到汽车空调。随着降低温室效应的影响的扩大,对制冷工质的限制逐步会扩大到家用空调领域。但HFO1234yf应用于家用空调系统的效率与R410A相比效率很低,因此希望HFO1234yf 的混合工质能够有效地提高系统的效率,其中R32是推荐工质之一。R32 的温室效应为675,属于低温室效应的工质,而且其潜热很大,但具有一定的可燃性。不同的混合比例其温室效应不相同,当混合比为50%时,GWP为327。我国目前还处于HCFCs的淘汰阶段。即使采用R410A (GWP=2100) 也属于过渡工质。因此了解HFO1234yfy以及HFO1234yf 和R32混合工质的特性,对工质替代以及系统的研究提供理论的基础。本文利用实验方法,对混合工质HFO1234yf /R32 的流动沸腾传热特性进行了实验测试,并对沸腾换热系数随热流密度和流量密度的变化进行了讨论。
2实验系统
实验系统在文献[1]中进行了非常详细地阐述,此处进行简单描述。实验系统包括测试部(蒸发器),冷凝器,泵,可视化窗,流量计,预加热段。测试部也就是蒸发器,是一根内径为4mm的不锈钢水平光管, 。蒸发所需要的热量是利用直流电直接为测试部进行通电加热热,可以认为测试段的热流密度是均匀的。图1给出了实验系统测试段图。测试部的管上壁,侧壁和下壁都布有热电偶对管壁温进行测试,
热电偶全部利用标准铂电阻进行校正,校正后的精度为±。循环流量是利用科里奥利质量流量计进行测量,流量计的精度为±%。系统的压力测点的压力通过压力传感器进行测量,测量的精度为±。通过可视化窗可以观察流体的流型。换热系数不是直接测出来的,而是通过测量热流量和壁温以及压力按照公式推导出来的。每个测点位置上的