R404A在水平内螺纹管中的冷凝传热研究

通过对600mw超临界w火焰锅炉水冷壁的设计与应用,研究试验φ32mm×6.3mm四头12cr1movg优化内螺纹管(omlr)在亚临界、近临界、超临界区的流动传热特性。试验获得了不同工况(压力、热负荷、质量流速)下内螺纹管壁温分布和内壁换热系数随焓值的变化规律。并根据试验数据,拟合建立单相、两相换热系数计算关联式,同时进一步建立传热恶化发生时的临界条件及干涸后传热计算关联式,为锅炉垂直上升内螺纹管水冷壁设计和运行提供可靠数据。

实验研究了环保替代制冷工质r410a和r22在冷凝温度40℃时在内螺纹强化管(外径为9.52mm)内的冷凝换热特性,对二者的冷凝换热性能进行了对比,并研究了测试管外冷却水流量对换热系数的影响。结果表明:在管外冷却水流量相同时,r22的总换热系数k普遍比r410a小,而管内传热系数hr比r410a大。r22与r410a的总传热系数k均随管外冷却水流量的增加而增加,当制冷剂流量gm大于300kg.s-1.m-2时,管外冷却水流量对总传热系数k的影响变小。

对非共沸混合制冷剂r417a在外径为9.52mm的水平光滑管和2种不同几何参数的内螺纹管中的流动沸腾换热进行实验研究,分析讨论了制冷剂质量流速、热流密度、干度、强化管参数对换热系数的影响规律和影响机理.实验结果表明:换热系数随着质量流速的增大而增大.在以对流蒸发占优势的换热区,热流密度对换热系数的影响较小;换热系数随着干度的增大先呈现出增大趋势,增至高峰值后又迅速下降,高峰值随热流密度的增大和质量流速的减小向干度较大的方向移动;内螺纹管能有效强化制冷剂的流动沸腾换热,r417a在2种内螺纹管中的换热系数分别比在光滑管中高出130%~210%和150%~270%.

为了建立无润滑油的实验台,采用液压隔膜泵为动力循环,以r410a和r22为工质在水平内螺纹铜管(φ5mm和φ9.52mm)中进行了沸腾换热实验研究,并对二者沸腾换热性能做了对比。分析讨论了制冷剂质量流速、管外水流量变化、强化管的管径对压降和换热系数影响。结果表明:换热系数随着流量的增大而增大,管径的大小对换热系数的影响较大,在相同的流量下,9.52mm管径的换热系数是5mm的1.32～7.22倍,5mm管径的压降是9.52mm管径的1.48～2.68倍。

内螺纹铜管又称非平滑管，英文名称innergroovedcoppertube(igt)，是指 外表面光滑，内表面具有一定数量，一定规则螺纹的内螺纹tp2紫铜管。 由于内螺纹铜管内表面积的增加，所以它的导热性能要比光管提高百分之二十到三十。 内螺纹铜管的发展大致经历了如下几个发展阶段： （1）山型齿内螺纹管； （2）梯型槽内螺纹管； （3）顶角型内螺纹管； （4）细高齿型内螺纹管。（又称瘦高齿内螺纹铜管） 目前，国外又陆续推出了高低齿齿型、齿顶开槽、双旋向等内螺纹管 传热性能： 按照国标gb/t20928-2007中的要求，内螺纹铜管产品按照产品名称、牌号、状态、 外径、底壁厚、齿高加齿顶角、螺旋角、螺纹数和标准编号的顺序表示： 示例1：tp2m2φ9.52×0.30+0.20-53-18/60gb/t20928-20072、（用tp2制造的， 供应状态为

内螺纹管作为一种高效的节能元件已在动力、航天、电子等领域广泛应用,为进一步促进内螺纹强化传热技术研发,对近30年来内螺纹管内流动传热研究进行了综述,内容涉及内螺纹管内流动传热机理、传热规律、传热恶化及预报等.

本文针对原有内螺纹管水压工装的原理、结构及使用后的效果，结合生产实情，对局部结构进行了改进设计，有效地提高了生产效率。

为了研究不同顶角的内螺纹管单相及冷凝的压降及换热性质,对具有相同外径(5mm)、相同螺旋角(18°)的内螺纹管进行实验,使用制冷剂为r22和r410a,质量流速为200～650kg/(m2.s),饱和温度为320k,进出口干度分别为0.8和0.1.结果表明,内部实际换热面积增加比aai/afr是和强化换热系数直接正相关的.其中r22为工质的1#管和r410a为工质的7#管具有相对高的换热系数和相对低的压降.且在计算压降时,应用了churchill模型[27]得出的摩擦系数及一个合适的相对粗糙度来修正光管的压降关联式.对kedzierski和goncalves关联式[11]进行修正,用基于齿根直径的换热面积代替实际内部换热面积,使误差在20%以内.

为研究各种换热设备因污垢热阻的存在而造成大量能源浪费的实际运行过程.在考虑污垢的情况下,综合换热管的阻力特性,对比分析了分别选用内螺纹管和内壁光滑管的冷凝器的经济性,探讨其是否能够提高冷凝器的换热性能从而降低系统能耗.结果表明,选用内螺纹管不一定能够提高冷凝器运行的经济性,冷凝器存在临界流速和临界时间.文中结果为冷凝器的设计和经济运行提供了理论依据和指导.

本文在压力p=19.0～22.5mpa、质量流速g=600～1000kg/(m~2s)、内壁热流密度q=300～500kw/m~2的参数范围内,对水在新型垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究。研究发现,在近临界压力区,内螺纹管的内壁温随质量流速的增加而降低,随热流密度的增大而升高。在本文研究参数范围内,近临界压力区的水在内螺纹管内传热时并未出现明显的传热恶化。通过实验数据的对比发现,近临界压力区的亚临界压力部分水的传热特性与超临界压力部分水的传热特性具有相似性。

对超临界水在不同结构参数的竖直内螺纹管内的流动和传热特性进行数值模拟研究,重点分析了内螺纹管的螺旋升角、相对螺纹宽度和相对螺纹高度在不同质量流速和热流密度条件下对传热和阻力特性的影响规律。结果表明:内螺纹管的传热系数和阻力系数均随升角的减小而增加;相对螺纹宽度的变化对内螺纹管的传热和阻力特性几乎无影响;随着相对螺纹高度的增加,传热系数和阻力系数均增加。通过对内螺纹管的综合性能分析,结构参数对超临界流体传热和阻力特性的影响顺序依次为螺旋升角、螺纹高度、螺纹宽度。

碳钢管接头，内螺纹sch80，规格尺寸见图纸螺纹标准asmeb1.20. 尺寸数量单价 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 碳钢半管接头，内螺纹sch80，规格尺寸见图纸螺纹标准asmeb1.20. 尺寸数量单价 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 刘漫 2011*11*30

电厂在对管屏用测厚仪测厚时发现内螺纹管局部壁厚不足,取样解剖,通过着色发现在管子横断面上有很细的长条缺陷,现场判断为分层。实际是,电厂测厚的结果大部分是由于测厚仪与管子间偶合的不好,个别点是由于内螺纹管内部有小缺陷导致测厚减薄。经金相试验,结果表明缺陷是夹杂物。

本文在全周加热和单侧加热的条件下,对600mw超临界变压运行直流锅炉水冷壁φ28×6mm内螺纹管进行了传热与阻力特性的试验研究。试验参数为压力13-27mpa,质量流速400-1800kg/m2·s,内壁热负荷200-800kw/m2。试验得出了在不同参数条件下的壁温分布、发生传热恶化的临界条件、单相及两相对流放热系数、干涸后放热系数及内螺纹管的摩擦压降,提出了计算关联式,比较了单侧加热与全周加热的区别,为超临界锅炉设计提供了重要依据。

通过对比不同结构尺寸的垂直上升内螺纹管在亚临界及超临界压力下的传热系数计算关联式,结果表明:传热系数随着质量流量的增大、压力及热负荷的减小而增大;换热系数峰值在两相沸腾区;在超临界压力区,由于水在拟临界附近变化剧烈,在拟临界焓值区传热系数有最大值。内螺纹管结构参数对传热特性的影响与无因次数n有密切关系。

在亚临界、近临界及超临界压力区,对600mw超临界w火焰锅炉水冷壁中垂直上升低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了试验研究,得到了不同运行工况下内螺纹管的壁温分布,分析了压力、外壁热流密度、质量流速对传热特性的影响。结果表明:低质量流速优化内螺纹管具有良好的传热特性,能够有效避免膜态沸腾;在亚临界压力区,压力与热流密度的增大以及质量流速的减小,均会导致干涸提前发生和干涸后的壁温飞升值增大。与亚临界压力区相比,内螺纹管在近临界压力区的传热特性变差,随着压力的增大,管壁温度显著升高,发生传热恶化时的临界干度减小。在超临界压力区,内螺纹管在拟临界点附近出现了传热强化;压力越接近临界压力,传热强化越明显;压力与热流密度的增大以及质量流速的减小均会导致壁温增大。

如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 1页 内螺纹铜管又称非平滑管，英文名称innergroovedcoppertube(igt)，是指 外表面光滑，内表面具有一定数量，一定规则螺纹的内螺纹tp2紫铜管。 由于内螺纹铜管内表面积的增加，所以它的导热性能要比光管提高百分之二十到三十。 内螺纹铜管的发展大致经历了如下几个发展阶段： （1）山型齿内螺纹管； （2）梯型槽内螺纹管； （3）顶角型内螺纹管； （4）细高齿型内螺纹管。（又称瘦高齿内螺纹铜管） 目前，国外又陆续推出了高低齿齿型、齿顶开槽、双旋向等内螺纹管 传热性能： 按照国标gb/t20928-2007中的要求，内螺纹铜管产品按照产品名称、牌号、状态、 外径、底壁厚、齿高加齿顶角、螺旋角、螺纹数和标准编号的顺序表示： 示例1：tp2m2φ9.52×0.30+0.20-53-18/60gb/t20928-2007

在压力22.5～30mpa,质量流速430～1200kg·m-2·s-1,内壁热负荷284～719kw·m-2范围内,对超临界压力水在均匀加热垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究,得到了内螺纹管内超临界压力水的传热特性,分析了压力、热负荷和质量流速变化对内螺纹管壁温及传热系数的影响,探讨了拟临界区的传热机理,并给出了能用于工程实际的传热实验关联式。实验结果表明:垂直上升内螺纹管中超临界水具有良好的传热特性。在低焓值区内螺纹管壁温随焓增平缓增加,而在高焓值区壁温随焓增的升高明显。由于热物性的剧烈变化,超临界水在拟临界焓值区发生了明显的传热强化。压力与热负荷的增大以及质量流速的减小均会导致内螺纹管壁温的升高和传热系数的减小,使得传热强化现象削弱,甚至出现传热恶化。

采用实验方法,对比分析采用7mm的内螺纹管和光管冷凝器对冷冻系统整机性能的影响。测试结果表明,采用内螺纹管的冷凝器,冷凝温度降低1k,压损增大30%,功率减小1.5%,换热量增大2.5%,能效比增加3.3%。

在压力9～22mpa,质量流速450～2000kg·m?2·s?1,内壁热负荷200～700kw·m?2的参数范围内,试验研究了用于1000mw超超临界锅炉??28.6mm×5.8mm垂直上升内螺纹水冷壁管内汽水流动沸腾传热。研究表明:内螺纹管内壁螺纹的漩流作用可抑制偏离核态沸腾(dnb)传热恶化,内螺纹管在高干度区发生蒸干型(do)传热恶化。增大质量流速可推迟壁温飞升,壁温飞升幅度随质量流速增大而降低。热负荷越大管壁温越高,随热负荷增大管壁壁温飞升提前,且传热恶化后壁温飞升值增大。随着压力增加,壁温飞升发生干度值减小。内螺纹管汽水流动沸腾传热系数呈?形分布,传热系数峰值出现在汽水沸腾区。文中还给出了亚临界压力区内螺纹管单相区和汽水沸腾区的传热系数试验关联式。

在压力为10~28mpa、质量流速为500~1220kg/(m2.s)、热负荷为140~400kw/m2的工况范围内,在试验台上进行了直径38.1mm、厚度7.5mm垂直上升内螺纹管的传热特性研究.结果表明:在亚临界压力区,内螺纹管的旋流作用使内螺纹管具有明显的传热强化效果;随着压力的升高,特别是在近临界压力区,由于汽-液比体积的差值减小,内螺纹管的旋流作用降低,所以强化传热效果降低.在超临界压力区,管内流体属于单相流体,当管中心处工质温度与贴壁处工质温度均低于拟临界温度时,管中心工质与管内贴壁处工质之间的比体积相差很小,使得内螺纹管的旋流作用降低,管壁温度升高较快,传热恶化;当管中心工质温度低于拟临界温度、而贴壁处工质温度高于拟临界温度时,两处工质之间的比体积差增大,使得内螺纹管的旋流作用增强,传热强化,壁温降低.

在压力为9～22mpa,质量流速为600～1200kg/(m2·s),含汽率为0～1的工况范围内,对φ38.1mm×7.5mm的6头内螺纹管中汽-液两相流体的摩擦压降特性进行了试验研究。试验段采用水平绝热布置。试验结果表明:压力对两相流摩擦压降的影响很大,随压力增加,两相流摩擦压降倍率减小,在临界压力附近,两相流摩擦压降倍率趋近于1;随含汽率增加,两相流摩擦压降倍率先增加,然后有减小的趋势;随质量流速增加,两相流摩擦压降倍率减小。用于计算单相水摩擦压降系数以及用于计算汽-液两相流体摩擦压降的试验关联式被提供。