HFO1234ze管外沸腾换热及其动态特性研究

【摘要】：寻找替代制冷剂是现代社会共同面临的一项难题。HFO1234ze是一种GWP值小于1的新型制冷剂,受到各国学者的广泛关注。本文主要研究HFO1234ze在管外的沸腾换热及其动态特性。在一根光管和三根三维强化管中,进行沸腾换热实验,重点关注其在更高热流密度时的表现和动态条件下的传热特性。研究表明:(1)使用Wilson热阻分离法计算强化管的强化倍率,E46-61的值为3.152,E50-62的值为2.717,E56-63的值为2.773。(2)试验管外沸腾表面传热系数随着热流密度的增大而增大,但强化管在热流密度40~80 kW/m~2区间时,其管外沸腾表面传热系数呈下降趋势。(3)在相同的热流密度下,管外沸腾表面传热系数的大小关系为:强化管E46-61的管外换热系数大于光管,小于强化管E50-62和E56-63,光管的管外换热系数最小。当热流密度达到120~160 kW/m~2后,在高热流密度下,强化管的管外换热系数对比光管,不再有优势。(4)在热流密度为40~120 kW/m~2时,管外换热系数大小关系是:E56-63E50-62E46-61;并且E56-63的管外肋密度最大,E46-61的管外肋密度最小。在本文研究参数范围内,肋翅数量的增加,对强化管的换热效果有增益作用。(5)试验管的管外热阻比管内热阻要大,为了提高总传热系数,最有效的办法就是进一步减小管外热阻。(6)在实验的动态数据中,强化管的数据变化趋势一致,可以作为在三维强化管中的沸腾换热动态特性参考。