不同重力条件下冷凝器换热特性研究

【摘要】：随着航空技术的迅速发展,大功率机载电子设备得到了广泛的应用,对飞机环控系统提出了更高的冷却要求,为满足散热的需求,对机载蒸发循环制冷系统的需求迫在眉睫,需要开展不同重力条件下的凝结换热研究。航天热管理系统和生命保障系统的发展,也需要对低重力和微重力下的凝结换热进行研究。本文针对不同重力作用下冷凝器内的凝结换热特性进行了理论探索和仿真研究。 本文综述了不同重力作用下管内凝结换热的研究现状和流型特点;对计算区域内的制冷剂R134a的热物性计算公式进行了收集和归纳;对流道垂直布置和水平布置情况,建立了微重力、低重力、以及过载条件下冷凝换热数学模型;与获得的实验数据进行对比,间接验证了模型的可靠性;根据数学模型,编写了凝结器计算程序,对凝结器进行过热段、两相段和过冷段分段计算,提高了计算的精确度;利用程序进行了分析计算。 计算结果表明,重力方向和重力大小对冷凝器内的凝结换热过程有明显影响。重力方向与流动方向垂直时,在一定范围内,重力的增强使冷凝换热系数增大,从而使所需的冷凝器换热体积减小。重力方向与流动方向相反时,重力在一定程度上影响了凝结过程中的换热系数和压降。