R134a在卧式螺旋管内的两相流动与传热特性研究

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1、山东大学博士学位论文R134a在卧式螺旋管内的两相流动与传热特性研究姓名：邵莉申请学位级别：博士专业：热能工程指导教师：潘继红20090411摘要质量流速对碥也有一定的影响，镌随质量流速的增加稍有增加。通过实验数据的回归分析得到了流动沸腾摩擦阻力压降的计算关联式，最大偏差为19．7％，有95．3％的实验数据分布在拟合公式的±15％误差范围内。对卧式螺旋管内流动沸腾的壁温分布特性进行了研究与机理分析，得出了卧式螺旋管沿管长和横截面圆周方向的壁温分布规律。螺旋管壁面温度沿管长呈逐渐降低的趋势，沿横截面圆周方向，最外侧壁温最低，最内侧壁温最高。而且在环状流区域，螺旋管顶部截面的

2、内外侧壁面之间的温差比底部截面的内外侧温差要大。对卧式螺旋管内流动沸腾的传热特性进行了系统的研究和机理分析，得出了局部传热系数沿管长的变化规律，获得了工质的干度、质量流速、压力以及热流密度和螺旋管结构等参数对局部传热系数的影响关系。沸腾传热系数沿管长总体呈逐渐升高的趋势，传热系数随着干度、热流密度和质量流速的增加而增加，低干度区质量流速对传热系数的影响较小，随着干度的增加质量流速对传热系数的影响愈加显著；在高热流密度、小质量流速的条件下，高干度区传热出现恶化，传热系数有所减小；系统压力和螺旋管曲率对传热系数的影响不大，传热系数随系统压力和曲率的增大稍有增加。通过对实验数据

3、的回归分析，发展了本实验参数范围内R134aN-式螺旋管内流动沸腾传热系数的计算关联式，最大偏差为22．1％，有90．3％的实验数据分布在拟合公式的±15％误差范围内。对卧式螺旋管内的凝结传热特性进行了研究，获得了工质的干度、质量流速和冷凝温度对平均凝结传热系数的影响关系。工质的干度和质量流速对平均凝结传热系数的影响较大，传热系数随着干度和质量流速的增加而增加；低干度区质量流速对传热系数的影响较小，随着干度的增加，质量流速对传热系数的影响愈加显著；螺旋管与直管内凝结传热特性的比较表明，螺旋管的平均凝结传热系数比直管的要大，低干度、小质量流速时螺旋管的凝结传热效果更好。总之

4、，本文在R134aN"式螺旋管内的两相流与传热的流型、流动阻力和沸腾传热特性等方面都取得了具有一定创新性的研究成果，为制冷空调领域已有设备的更新改造和新设备的开发设计提供了急需的基础数据和设计依据，为新型螺旋管传热器的设计开发奠定了基础。关键词：两相流与传热；流动沸腾流型；卧式螺旋管；R134aII山东大学博士学位论文AbstractHelicalpipesarewidelyusedinavarietyofpracticalapplications，suchasinsteamgeneratorsandcoolers，nuclearreactors，powerplantbo

5、ilers，shippowerequipment,petrochemicalindustry,aviationelectronicdevicecooling，advancedcoolingsystemforfuelcells，foodandpharmaceutical，aswellasrefrigerationandcryogenics，duetotheirhigllefficiencyinheattransfer,compactinvolume，andeasinessinmanufacturing．Sincethecentrifugalforcesandthesecon

6、daryflowresultedfromthecurvedstructure，thetwo-phaseflowandheattransferinhelicalpipesismuchmorecomplexthanthatinthestraightpipes．Asaresult，thetwo-phaseflowandheattransferinhelicalpipesisstillnllunsolvedimportantprobleminthetwo-phaseflowarea．Becausethemagnitude，direction,andworkingmechanism

7、ofthegravitationalandcentrifugalforcescontinuouslyvaryduetothecontinuousvariationofflowdirectionsinthehorizontalhelicalpipes，thetwo—phaseflowandheattransferinthestraighthelicalpipeismuchmorecomplexthanthatintheverticalhelicalpipes．Todate，mostoftheresearchactivitiesh