R404A在水平內(nèi)螺紋管中的冷凝傳熱研究

通過對600mw超臨界w火焰鍋爐水冷壁的設(shè)計與應(yīng)用,研究試驗φ32mm×6.3mm四頭12cr1movg優(yōu)化內(nèi)螺紋管(omlr)在亞臨界、近臨界、超臨界區(qū)的流動傳熱特性。試驗獲得了不同工況(壓力、熱負(fù)荷、質(zhì)量流速)下內(nèi)螺紋管壁溫分布和內(nèi)壁換熱系數(shù)隨焓值的變化規(guī)律。并根據(jù)試驗數(shù)據(jù),擬合建立單相、兩相換熱系數(shù)計算關(guān)聯(lián)式,同時進(jìn)一步建立傳熱惡化發(fā)生時的臨界條件及干涸后傳熱計算關(guān)聯(lián)式,為鍋爐垂直上升內(nèi)螺紋管水冷壁設(shè)計和運行提供可靠數(shù)據(jù)。

實驗研究了環(huán)保替代制冷工質(zhì)r410a和r22在冷凝溫度40℃時在內(nèi)螺紋強(qiáng)化管(外徑為9.52mm)內(nèi)的冷凝換熱特性,對二者的冷凝換熱性能進(jìn)行了對比,并研究了測試管外冷卻水流量對換熱系數(shù)的影響。結(jié)果表明:在管外冷卻水流量相同時,r22的總換熱系數(shù)k普遍比r410a小,而管內(nèi)傳熱系數(shù)hr比r410a大。r22與r410a的總傳熱系數(shù)k均隨管外冷卻水流量的增加而增加,當(dāng)制冷劑流量gm大于300kg.s-1.m-2時,管外冷卻水流量對總傳熱系數(shù)k的影響變小。

對非共沸混合制冷劑r417a在外徑為9.52mm的水平光滑管和2種不同幾何參數(shù)的內(nèi)螺紋管中的流動沸騰換熱進(jìn)行實驗研究,分析討論了制冷劑質(zhì)量流速、熱流密度、干度、強(qiáng)化管參數(shù)對換熱系數(shù)的影響規(guī)律和影響機(jī)理.實驗結(jié)果表明:換熱系數(shù)隨著質(zhì)量流速的增大而增大.在以對流蒸發(fā)占優(yōu)勢的換熱區(qū),熱流密度對換熱系數(shù)的影響較小;換熱系數(shù)隨著干度的增大先呈現(xiàn)出增大趨勢,增至高峰值后又迅速下降,高峰值隨熱流密度的增大和質(zhì)量流速的減小向干度較大的方向移動;內(nèi)螺紋管能有效強(qiáng)化制冷劑的流動沸騰換熱,r417a在2種內(nèi)螺紋管中的換熱系數(shù)分別比在光滑管中高出130%~210%和150%~270%.

為了建立無潤滑油的實驗臺,采用液壓隔膜泵為動力循環(huán),以r410a和r22為工質(zhì)在水平內(nèi)螺紋銅管(φ5mm和φ9.52mm)中進(jìn)行了沸騰換熱實驗研究,并對二者沸騰換熱性能做了對比。分析討論了制冷劑質(zhì)量流速、管外水流量變化、強(qiáng)化管的管徑對壓降和換熱系數(shù)影響。結(jié)果表明:換熱系數(shù)隨著流量的增大而增大,管徑的大小對換熱系數(shù)的影響較大,在相同的流量下,9.52mm管徑的換熱系數(shù)是5mm的1.32～7.22倍,5mm管徑的壓降是9.52mm管徑的1.48～2.68倍。

內(nèi)螺紋銅管又稱非平滑管，英文名稱innergroovedcoppertube(igt)，是指 外表面光滑，內(nèi)表面具有一定數(shù)量，一定規(guī)則螺紋的內(nèi)螺紋tp2紫銅管。 由于內(nèi)螺紋銅管內(nèi)表面積的增加，所以它的導(dǎo)熱性能要比光管提高百分之二十到三十。 內(nèi)螺紋銅管的發(fā)展大致經(jīng)歷了如下幾個發(fā)展階段： （1）山型齒內(nèi)螺紋管； （2）梯型槽內(nèi)螺紋管； （3）頂角型內(nèi)螺紋管； （4）細(xì)高齒型內(nèi)螺紋管。（又稱瘦高齒內(nèi)螺紋銅管） 目前，國外又陸續(xù)推出了高低齒齒型、齒頂開槽、雙旋向等內(nèi)螺紋管 傳熱性能： 按照國標(biāo)gb/t20928-2007中的要求，內(nèi)螺紋銅管產(chǎn)品按照產(chǎn)品名稱、牌號、狀態(tài)、 外徑、底壁厚、齒高加齒頂角、螺旋角、螺紋數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)編號的順序表示： 示例1：tp2m2φ9.52×0.30+0.20-53-18/60gb/t20928-20072、（用tp2制造的， 供應(yīng)狀態(tài)為

內(nèi)螺紋管作為一種高效的節(jié)能元件已在動力、航天、電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,為進(jìn)一步促進(jìn)內(nèi)螺紋強(qiáng)化傳熱技術(shù)研發(fā),對近30年來內(nèi)螺紋管內(nèi)流動傳熱研究進(jìn)行了綜述,內(nèi)容涉及內(nèi)螺紋管內(nèi)流動傳熱機(jī)理、傳熱規(guī)律、傳熱惡化及預(yù)報等.

本文針對原有內(nèi)螺紋管水壓工裝的原理、結(jié)構(gòu)及使用后的效果，結(jié)合生產(chǎn)實情，對局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，有效地提高了生產(chǎn)效率。

為了研究不同頂角的內(nèi)螺紋管單相及冷凝的壓降及換熱性質(zhì),對具有相同外徑(5mm)、相同螺旋角(18°)的內(nèi)螺紋管進(jìn)行實驗,使用制冷劑為r22和r410a,質(zhì)量流速為200～650kg/(m2.s),飽和溫度為320k,進(jìn)出口干度分別為0.8和0.1.結(jié)果表明,內(nèi)部實際換熱面積增加比aai/afr是和強(qiáng)化換熱系數(shù)直接正相關(guān)的.其中r22為工質(zhì)的1#管和r410a為工質(zhì)的7#管具有相對高的換熱系數(shù)和相對低的壓降.且在計算壓降時,應(yīng)用了churchill模型[27]得出的摩擦系數(shù)及一個合適的相對粗糙度來修正光管的壓降關(guān)聯(lián)式.對kedzierski和goncalves關(guān)聯(lián)式[11]進(jìn)行修正,用基于齒根直徑的換熱面積代替實際內(nèi)部換熱面積,使誤差在20%以內(nèi).

為研究各種換熱設(shè)備因污垢熱阻的存在而造成大量能源浪費的實際運行過程.在考慮污垢的情況下,綜合換熱管的阻力特性,對比分析了分別選用內(nèi)螺紋管和內(nèi)壁光滑管的冷凝器的經(jīng)濟(jì)性,探討其是否能夠提高冷凝器的換熱性能從而降低系統(tǒng)能耗.結(jié)果表明,選用內(nèi)螺紋管不一定能夠提高冷凝器運行的經(jīng)濟(jì)性,冷凝器存在臨界流速和臨界時間.文中結(jié)果為冷凝器的設(shè)計和經(jīng)濟(jì)運行提供了理論依據(jù)和指導(dǎo).

本文在壓力p=19.0～22.5mpa、質(zhì)量流速g=600～1000kg/(m~2s)、內(nèi)壁熱流密度q=300～500kw/m~2的參數(shù)范圍內(nèi),對水在新型垂直上升內(nèi)螺紋管內(nèi)的傳熱特性進(jìn)行了實驗研究。研究發(fā)現(xiàn),在近臨界壓力區(qū),內(nèi)螺紋管的內(nèi)壁溫隨質(zhì)量流速的增加而降低,隨熱流密度的增大而升高。在本文研究參數(shù)范圍內(nèi),近臨界壓力區(qū)的水在內(nèi)螺紋管內(nèi)傳熱時并未出現(xiàn)明顯的傳熱惡化。通過實驗數(shù)據(jù)的對比發(fā)現(xiàn),近臨界壓力區(qū)的亞臨界壓力部分水的傳熱特性與超臨界壓力部分水的傳熱特性具有相似性。

對超臨界水在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的豎直內(nèi)螺紋管內(nèi)的流動和傳熱特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究,重點分析了內(nèi)螺紋管的螺旋升角、相對螺紋寬度和相對螺紋高度在不同質(zhì)量流速和熱流密度條件下對傳熱和阻力特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:內(nèi)螺紋管的傳熱系數(shù)和阻力系數(shù)均隨升角的減小而增加;相對螺紋寬度的變化對內(nèi)螺紋管的傳熱和阻力特性幾乎無影響;隨著相對螺紋高度的增加,傳熱系數(shù)和阻力系數(shù)均增加。通過對內(nèi)螺紋管的綜合性能分析,結(jié)構(gòu)參數(shù)對超臨界流體傳熱和阻力特性的影響順序依次為螺旋升角、螺紋高度、螺紋寬度。

碳鋼管接頭，內(nèi)螺紋sch80，規(guī)格尺寸見圖紙螺紋標(biāo)準(zhǔn)asmeb1.20. 尺寸數(shù)量單價 1/8"100 1/4"100 3/8"100 1/2"100 3/4"100 1"100 11/4"100 11/2"100 2"100 21/2"50 3"50 4"50 5"10 6"10 碳鋼半管接頭，內(nèi)螺紋sch80，規(guī)格尺寸見圖紙螺紋標(biāo)準(zhǔn)asmeb1.20. 尺寸數(shù)量單價 1/8"100 1/4"100 3/8"100 1/2"100 3/4"100 1"100 11/4"100 11/2"100 2"100 21/2"50 3"50 4"50 5"10 6"10 劉漫 2011*11*30

電廠在對管屏用測厚儀測厚時發(fā)現(xiàn)內(nèi)螺紋管局部壁厚不足,取樣解剖,通過著色發(fā)現(xiàn)在管子橫斷面上有很細(xì)的長條缺陷,現(xiàn)場判斷為分層。實際是,電廠測厚的結(jié)果大部分是由于測厚儀與管子間偶合的不好,個別點是由于內(nèi)螺紋管內(nèi)部有小缺陷導(dǎo)致測厚減薄。經(jīng)金相試驗,結(jié)果表明缺陷是夾雜物。

本文在全周加熱和單側(cè)加熱的條件下,對600mw超臨界變壓運行直流鍋爐水冷壁φ28×6mm內(nèi)螺紋管進(jìn)行了傳熱與阻力特性的試驗研究。試驗參數(shù)為壓力13-27mpa,質(zhì)量流速400-1800kg/m2·s,內(nèi)壁熱負(fù)荷200-800kw/m2。試驗得出了在不同參數(shù)條件下的壁溫分布、發(fā)生傳熱惡化的臨界條件、單相及兩相對流放熱系數(shù)、干涸后放熱系數(shù)及內(nèi)螺紋管的摩擦壓降,提出了計算關(guān)聯(lián)式,比較了單側(cè)加熱與全周加熱的區(qū)別,為超臨界鍋爐設(shè)計提供了重要依據(jù)。

通過對比不同結(jié)構(gòu)尺寸的垂直上升內(nèi)螺紋管在亞臨界及超臨界壓力下的傳熱系數(shù)計算關(guān)聯(lián)式,結(jié)果表明:傳熱系數(shù)隨著質(zhì)量流量的增大、壓力及熱負(fù)荷的減小而增大;換熱系數(shù)峰值在兩相沸騰區(qū);在超臨界壓力區(qū),由于水在擬臨界附近變化劇烈,在擬臨界焓值區(qū)傳熱系數(shù)有最大值。內(nèi)螺紋管結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳熱特性的影響與無因次數(shù)n有密切關(guān)系。

在亞臨界、近臨界及超臨界壓力區(qū),對600mw超臨界w火焰鍋爐水冷壁中垂直上升低質(zhì)量流速優(yōu)化內(nèi)螺紋管的傳熱特性進(jìn)行了試驗研究,得到了不同運行工況下內(nèi)螺紋管的壁溫分布,分析了壓力、外壁熱流密度、質(zhì)量流速對傳熱特性的影響。結(jié)果表明:低質(zhì)量流速優(yōu)化內(nèi)螺紋管具有良好的傳熱特性,能夠有效避免膜態(tài)沸騰;在亞臨界壓力區(qū),壓力與熱流密度的增大以及質(zhì)量流速的減小,均會導(dǎo)致干涸提前發(fā)生和干涸后的壁溫飛升值增大。與亞臨界壓力區(qū)相比,內(nèi)螺紋管在近臨界壓力區(qū)的傳熱特性變差,隨著壓力的增大,管壁溫度顯著升高,發(fā)生傳熱惡化時的臨界干度減小。在超臨界壓力區(qū),內(nèi)螺紋管在擬臨界點附近出現(xiàn)了傳熱強(qiáng)化;壓力越接近臨界壓力,傳熱強(qiáng)化越明顯;壓力與熱流密度的增大以及質(zhì)量流速的減小均會導(dǎo)致壁溫增大。

如有你有幫助，請購買下載，謝謝！ 1頁 內(nèi)螺紋銅管又稱非平滑管，英文名稱innergroovedcoppertube(igt)，是指 外表面光滑，內(nèi)表面具有一定數(shù)量，一定規(guī)則螺紋的內(nèi)螺紋tp2紫銅管。 由于內(nèi)螺紋銅管內(nèi)表面積的增加，所以它的導(dǎo)熱性能要比光管提高百分之二十到三十。 內(nèi)螺紋銅管的發(fā)展大致經(jīng)歷了如下幾個發(fā)展階段： （1）山型齒內(nèi)螺紋管； （2）梯型槽內(nèi)螺紋管； （3）頂角型內(nèi)螺紋管； （4）細(xì)高齒型內(nèi)螺紋管。（又稱瘦高齒內(nèi)螺紋銅管） 目前，國外又陸續(xù)推出了高低齒齒型、齒頂開槽、雙旋向等內(nèi)螺紋管 傳熱性能： 按照國標(biāo)gb/t20928-2007中的要求，內(nèi)螺紋銅管產(chǎn)品按照產(chǎn)品名稱、牌號、狀態(tài)、 外徑、底壁厚、齒高加齒頂角、螺旋角、螺紋數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)編號的順序表示： 示例1：tp2m2φ9.52×0.30+0.20-53-18/60gb/t20928-2007

在壓力22.5～30mpa,質(zhì)量流速430～1200kg·m-2·s-1,內(nèi)壁熱負(fù)荷284～719kw·m-2范圍內(nèi),對超臨界壓力水在均勻加熱垂直上升內(nèi)螺紋管內(nèi)的傳熱特性進(jìn)行了實驗研究,得到了內(nèi)螺紋管內(nèi)超臨界壓力水的傳熱特性,分析了壓力、熱負(fù)荷和質(zhì)量流速變化對內(nèi)螺紋管壁溫及傳熱系數(shù)的影響,探討了擬臨界區(qū)的傳熱機(jī)理,并給出了能用于工程實際的傳熱實驗關(guān)聯(lián)式。實驗結(jié)果表明:垂直上升內(nèi)螺紋管中超臨界水具有良好的傳熱特性。在低焓值區(qū)內(nèi)螺紋管壁溫隨焓增平緩增加,而在高焓值區(qū)壁溫隨焓增的升高明顯。由于熱物性的劇烈變化,超臨界水在擬臨界焓值區(qū)發(fā)生了明顯的傳熱強(qiáng)化。壓力與熱負(fù)荷的增大以及質(zhì)量流速的減小均會導(dǎo)致內(nèi)螺紋管壁溫的升高和傳熱系數(shù)的減小,使得傳熱強(qiáng)化現(xiàn)象削弱,甚至出現(xiàn)傳熱惡化。

在壓力9～22mpa,質(zhì)量流速450～2000kg·m?2·s?1,內(nèi)壁熱負(fù)荷200～700kw·m?2的參數(shù)范圍內(nèi),試驗研究了用于1000mw超超臨界鍋爐??28.6mm×5.8mm垂直上升內(nèi)螺紋水冷壁管內(nèi)汽水流動沸騰傳熱。研究表明:內(nèi)螺紋管內(nèi)壁螺紋的漩流作用可抑制偏離核態(tài)沸騰(dnb)傳熱惡化,內(nèi)螺紋管在高干度區(qū)發(fā)生蒸干型(do)傳熱惡化。增大質(zhì)量流速可推遲壁溫飛升,壁溫飛升幅度隨質(zhì)量流速增大而降低。熱負(fù)荷越大管壁溫越高,隨熱負(fù)荷增大管壁壁溫飛升提前,且傳熱惡化后壁溫飛升值增大。隨著壓力增加,壁溫飛升發(fā)生干度值減小。內(nèi)螺紋管汽水流動沸騰傳熱系數(shù)呈?形分布,傳熱系數(shù)峰值出現(xiàn)在汽水沸騰區(qū)。文中還給出了亞臨界壓力區(qū)內(nèi)螺紋管單相區(qū)和汽水沸騰區(qū)的傳熱系數(shù)試驗關(guān)聯(lián)式。

在壓力為10~28mpa、質(zhì)量流速為500~1220kg/(m2.s)、熱負(fù)荷為140~400kw/m2的工況范圍內(nèi),在試驗臺上進(jìn)行了直徑38.1mm、厚度7.5mm垂直上升內(nèi)螺紋管的傳熱特性研究.結(jié)果表明:在亞臨界壓力區(qū),內(nèi)螺紋管的旋流作用使內(nèi)螺紋管具有明顯的傳熱強(qiáng)化效果;隨著壓力的升高,特別是在近臨界壓力區(qū),由于汽-液比體積的差值減小,內(nèi)螺紋管的旋流作用降低,所以強(qiáng)化傳熱效果降低.在超臨界壓力區(qū),管內(nèi)流體屬于單相流體,當(dāng)管中心處工質(zhì)溫度與貼壁處工質(zhì)溫度均低于擬臨界溫度時,管中心工質(zhì)與管內(nèi)貼壁處工質(zhì)之間的比體積相差很小,使得內(nèi)螺紋管的旋流作用降低,管壁溫度升高較快,傳熱惡化;當(dāng)管中心工質(zhì)溫度低于擬臨界溫度、而貼壁處工質(zhì)溫度高于擬臨界溫度時,兩處工質(zhì)之間的比體積差增大,使得內(nèi)螺紋管的旋流作用增強(qiáng),傳熱強(qiáng)化,壁溫降低.

在p=25～35mpa、g=450～1800kg/(m2.s)、q=200～600kw/m2的試驗參數(shù)范圍內(nèi),研究了φ28.6×5.8mm垂直上升內(nèi)螺紋管內(nèi)水的傳熱特性及管壁溫分布。試驗結(jié)果表明:在超臨界及超超臨界壓力區(qū),垂直上升內(nèi)螺紋管對水的傳熱在擬臨界點前后不同,在低焓區(qū)管壁溫度隨焓增平緩增加,管壁溫度在臨界焓值區(qū)存在躍升;質(zhì)量流速的提高可強(qiáng)化傳熱、推遲壁溫躍升,但熱負(fù)荷的增加有相反的作用。文中還給出了超超臨界壓力區(qū)適用于不同焓值范圍的換熱系數(shù)試驗關(guān)聯(lián)式。

介紹了紫銅內(nèi)螺紋管成型原理,成型裝置的結(jié)構(gòu)特點,設(shè)備性能