论文摘要
重力供液蒸发器以提高制冷剂的流速为强化换热手段,以热虹吸原理实现制冷剂的再循环,从而改善蒸发器的换热,增大传热系数,提高蒸发器的效率。随着制冷剂替代步伐的加快,在中低温商用制冷系统中,普遍认为R404A是替代R22和R502较理想的工质,所以考虑重力供液制冷系统的工程应用性,采用R404A作为制冷工质对重力供液系统在低温工况下的特性做了进一步的理论与实验研究。本文利用阻力平衡关系对重力供液系统进行了两相流分析,建立了重力供液蒸发器的传热模型。重力供液蒸发器制冷剂侧采用4种管内沸腾换热关联式进行研究与分析,并将关联式计算数值与实验值相比较,筛选出了预测精度较好的理论模型;Shah关联式与实验值很接近,误差值很小,能够预测R404A在重力供液蒸发器管内的沸腾换热系数。所建立的蒸发器数学模型经实验验证具有一定的精度。搭建重力供液制冷系统的实验装置,解决系统存在的回油和液位控制等问题。用热平衡法测试重力供液制冷系统在不同供液高度下的运行特性,掌握其传热特性;并与直接膨胀供液制冷系统做同工况下的对比实验,分析两种系统的工作特性差异。研究表明,重力供液蒸发器供液高度增加循环倍率将随着增加,由于循环倍率对蒸发器的传热系数和传热温差具有相反的作用,在合适的供液高度下,蒸发器传热量会达到最大值。在低温工况下,重力供液制冷系统比直接膨胀供液系统具有更好的传热特性与传热效率,且不增加附加能耗。
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