Закономерности динамики двухфазных потоков и теплообмена при кипении хладагента R134a в микроканалах

• Автор: Ховалыг, Долаана Маадыр-Ооловна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА

В МИКРОКАНАЛАХ

1Л. Определение микроканалов, основные отличительные характеристики поведения потока в микроканалах

1.2. Состояние и перспективы применения микроканальных

теплообменников

1.3. Теплообмен при кипении хладагентов в микроканалах

1.4. Потери давления при кипении хладагентов в микроканалах

1.5. Неустойчивости двухфазного потока при кипении хладагентов в
микроканалах
1.6. Выводы и задачи исследований
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД, МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. Экспериментальный стенд
2.1.1. Общая схема экспериментального стенда
2.1.2. Тестовый блок
2.1.3. Система измерения и сбора параметров
2.2. Методика проведения эксперимента и обработки результатов
2.2.1. Методика проведения эксперимента
2.2.2. Методика обработки результатов
2.2.3. Методика изучения неустойчивых процессов
2.3. Оценка погрешностей экспериментальных результатов
2.3.1. Погрешность прямых измерений
2.3.2. Погрешность косвенных измерений
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
2Л Карта режимов кипения в микроканале хладагента R134a
2.2 Экспериментальные исследования теплообмена при кипении хладагента в микроканале
3.2.1. Зависимость коэффициента теплоотдачи от массового паросодержания, корреляции коэффициента теплоотдачи
3.2.2. Соотношение для расчета коэффициента теплоотдачи
3.3. Потери давления при кипении хладагента в микроканалах
3.4. Экспериментальные исследования неустойчивостей при кипении хладагента в малых каналах
2.4.1 Периодические незатухающие неустойчивые процессы
2.4.2 Явление реверса потока в микроканалах
3.5. Сопоставление характеристик микроканальной и ребристо-трубной конструкции теплообменного блока испарителя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица П
Таблица П
Таблица ПЗ
Таблица П
Таблица П
Таблица П
Таблица П

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
Dh -гидравлический диаметр канала, м; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К); q - плотность теплового потока, Вт/м2; g - ускорение свободного падения, м/с2; а - поверхностное натяжение, Н/м; р - плотность , кг/м3; ц - динамическая вязкость, Па-с;
'П - угол наклона канала, х - массовое расходное паросодержание; z - координата трубы, м;
L - длина трубы, м; t - температура, °С;
Р - давление, кПа;
Д Р - потери давления, кПа; dP/dz - градиент давления, кПа/см;
Ф2 - множитель трения двухфазного потока; f tp - коэффициент трения;
Re - критерий (число) Рейнольдса;
Nu - критерий (число) Нуссельта.
Leap ~ капилярная длина;
Ео - критерий (число) Этвеша;
Во - критерий (число) Бонда;
Со - критерий (число) стесненности;
Fr - критерий Фруда;
We - критерий Вебера
а - среднарифметическое отклонение (МАЕ); /доминир — доминирующая частота колебаний, Гц

При течении жидкостей в малых каналах переход к турбулентному режиму наблюдается при числах Рейнольса, равных или больше 2000, ламинарное течение характерно при числах Рейнольдса меньше 2000. В общем случае коэффициент £ Гр определяется выражением:
1ф = N (1.13)
где N=0,079 и п = 1/4 для турбулентного течения, N=16 и п=1 для ламинарного течения .
Средняя плотность потока определяется как:
Определение средней динамической вязкости потока основано на том, что вязкость паровой фазы определяется при паросодержании потока, близкому единице, вязкость жидкой фазы определяется при паросодержании потока, близкому к нулю. Соотношения для расчета вязкости в литературе представлены несколькими авторами [55,44,45]: МакАдамсом, Вудсом и Брайаном (1942); Девидсоном и коллегами (1943); Сичитти и коллегами (1960); Овенсом (1961); Даклером, Виксом и Клевелендом (1964); Битти и Уаллей (1982); Гарсиа и коллегами (2003); Авад и Музычка (2008).
Ниже приведены наиболее часто используемые соотношения:
МакАдамс, Вудс и Брайан: щр = (— + —)-1 (1-15)
Мт Рж
Сичитти и др.: щр = хцг + (1 - х)цж (1.16)
Даклер, Викс и Клевеленд: ц1р = Рф(х— + (1 - х)—) (1-17)
Рг Рж
В общем виде расчет градиента давления в случае принятия гомогенной модели представления двухфазного потока имеет следующий вид [114]:
-®= 0.1«,
где жт - индекс, обозначающий свойства вещества, если бы вместо двухфазного потока текла только жидкость с полным массовым расходом