r290含油混合物在水平微肋管内沸腾换热与流阻特性的实验研究

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1、重庆大学硕士学位论文主耍符号表爿管界面积m2b肋高m印定压比热容kjl(kg-k)d管径me肋厚聊厂摩擦因子g重力加速度mls2G质量流率kgI(m2,3)主要符号表准则数：希腊字母：口S占Re：旦“Pr：一a舰：丝K肋螺旋角空隙率壁厚坍制冷剂含油率∥动力粘度堙I(m·s)换热系数wl(m2·k)v运动粘度m2／s汽化潜热kJIkg世导热系数wl(m·k)试验段管长质量质量流量干度变化干度传热系数换热量温度压力临界压力P。对比压力pip。"肋数mkg堍{swl(m2·k)删口口p口III脚标：平均等效入口润滑油液体制冷剂

2、气体制冷剂最大值出口制冷剂制冷剂含油混合物试验管管壁实验用水￡m．m缸石vQ，p见重庆大学硕士学位论文l绪论1绪论本课题进行的是天然环保制冷剂R290含油情况下在水平微肋管内的沸腾换热过程及阻力性能的实验研究。我们使用的换热元件是微肋管(Micro．fintube)，是一种内扩展表面强化换热管，其广泛应用于制冷系统中蒸发器与冷凝器的换热元件。本课题使用的制冷剂润滑油也是制冷系统中应用较为广泛的一种润滑油Suniso3GS。实验采用的制冷工质R290是一种纯天然制冷剂，是目前制冷剂当中最有前途的替代工质之一。因此本论文涉及

3、到了制冷剂的替代，流动沸腾换热及流阻性能研究，润滑油对制冷剂换热性能及压降的影响等多方面的内容。本章就上述几个方面的内容，对目前国内外的研究现状作一个简要的论述，并说明本文的工程应用背景及其理论和工程实际应用的重要意义，同时简述本文将要完成的任务和目标。1．1含氯制冷剂的应用及其对环境的影响1．1．1制冷剂的应用制冷工质或制冷剂的选择对制冷循环及制冷机的性能有重大影响。1834年由美国人珀金斯发明的世界上第一台制冷机采用乙醚作制冷剂。1866年二氧化碳被用作制冷剂。1872年，英籍美国人波义耳又发明了以氨为制冷剂的压缩机

4、。从本世纪30年代起，一系列的氟利昂o(Freon，美国杜邦公司商标名)陆续出现。如氟利昂12(或R12)于1931年、R11于1932年、R114于1933年、R113于1934年、R22于1936年、R13于1945年、R14于1955年相继问世。这些热力性能优良、无毒、不燃、能适应不同工作温度范围的制冷剂改善了制冷机的性能，大大促进了制冷与空调工业的发展。除了氨在大型冷库中仍占有相当地位外，“氟利昂”几乎已风靡于制冷领域。随后于50年代又开始使用了共沸混台工质，60年代又开始应用非共沸混合工质。直至80年代CFCs

5、问题正式被公认之前，制冷剂的发展几乎已达到了相当完善的地步。1．1．2CFC的问题及其替代技术1974年美国加里福尼亚大学莫莱耐(M0lina)和罗兰(Rowland)教授提出，由于像R11、R12等氟氯化碳或称氯氟烃(Chlorofluorocarbon，简称CFC)的大量使用，当这些在大气中寿命长达几十或几百年的CFCs工质扩散至上层大气时被紫外线光解分裂成自由的氯原子，同温层中的奥氧就会被氯催化而破坏，而臭氧层的减薄重庆大学硕士学位论文1绪论或消失，就不能有效地保护地球上的生物免遭紫外线的损伤。CFCs及卤族化合物

6、类物质还是造成温室效应的因素之一。全球气候变暖会导致一系列的环境问题。地球臭氧层的破坏已引起国际社会的严重关注，1985年在维也纳制订了《保护臭氧层维也纳公约》。随后，在1987年于加拿大制订了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。在议定书中对CFCs工质Rll、Rt2、RIl3、R114、R115及哈龙12H、1301、2402(主要用于灭火剂)等两类八种物质的生产与使用量进行了控制。并由于观察到臭氧层破坏日益加剧，导致此后一系列的有关会议，不仅在日程上一再提前禁用期限，还逐步扩大了有关物质的限制品种。1991年6月

7、，我国正式提出加入经修正的《蒙特利尔议定书》。1992年11月，在哥本哈根召开了蒙特利尔议定书缔约国第四次会议。该会议决定，对经济发达国家来说．必须在1995年年底前完全停止使用CFCs工质。但对CFC工质人均年使用量在0．3kg以下的发展中国家可放宽10年期限。此外，还决定自1996年起，冻结HCFC。工质(如R22)的产量。至2004年底，削减HCFCs工质产量35％，2010年削减65％，至2030年前完全停止使用HCFCs工质。这一系列的国际性决定迫使制冷、空调界要寻找新的替代工质来逐步淘汰原先认为性能优良的R1

8、2、R22等工质。当然，随之而来的便是新的替代工质的应用也会影响到制冷系统的变革。也就是说，制冷压缩机、换热器，节流元件及润滑油，干燥过滤器等均应与新的制冷剂相适应。对常用的制冷工质替代可分成两大阶段，即近期对CFCs工质(主要是Rll，R12，也包括R502等)的替代“⋯，随后是对HCFC(主要是R22)的替代。⋯