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作者：

赵松田

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摘要：

微通道换热器作为冷凝器已得到广泛应用,具有质量轻,体积小,成本低,抗腐蚀,结构紧凑,换热效率高,制冷剂充注量少,回收利用率高等诸多优点,而作为蒸发器使用时,由于自身结构特点,制冷剂同时流入平行排列的多根扁管,制冷剂在微通道蒸发器内流动时存在扁管内流量分配不均匀性问题.然而,微通道蒸发器的扁管内气液两相流动是一个极复杂问题,其流动作用机理,分配机制,和传热特性至今尚未被完全掌握.鉴于以上问题,本文通过搭建微通道蒸发器传热特性测试试验台,对双流程微通道蒸发器的传热特性及影响因素进行了实验研究.可为微通道蒸发器的相关研究及应用提供理论参考.研究通过实验测试,探究了空气侧迎面风速,制冷剂流量和过冷度三个影响参数对双流程微通道蒸发器表面温度,换热特性和制冷剂流量分配的影响,得出以下结论:(1)双流程微通道蒸发器中的制冷剂在第一流程换热过程中,经历了过冷段和两相段,第二流程换热经历了两相段和过热段,过冷段长度值反映了第一流程的流量分配特性,两相段的长度值反映了第二流程的流量分配特性.微通道蒸发器实验测试温度云图及其蒸发器表面温度分布都显示微通道蒸发器各流程存在明显的流量分配不均,第一流程和第二流程RDP在0.64~0.93间变化.(2)通过红外热成像仪获取微通道蒸发器表面温度,计算了不同工况下微通道蒸发器各扁管内液体制冷剂流量变化规律.第一流程液态制冷剂分配时底部扁管对于上部扁管,流量差别最大可达181.6%,第二流程液态制冷剂仍然存在底部分配量高于顶部现象,3~5根顶部扁管几乎没有液体制冷剂,出现明显的干蒸,流量差别最大可达210.8%.(3)双流程微通道蒸发器流量分配受空气侧迎面风速,蒸发器入口过冷度和制冷剂流量的影响.空气侧风速增大,流量分配均匀度变差,第一流程RDP由0.91变为0.77,第二流程RDP由0.78变为0.64;入口流量增加,流量分配均匀性改善,第一流程RDP由0.76变为0.90,第二流程RDP由0.64变为0.77;入口过冷度增加,流量分配均匀性改善,第一流程RDP由0.84变为0.93,第二流程RDP由0.67变为0.77.由此可见,蒸发器入口流量对扁管流量分配的影响大于空气侧风速和制冷剂入口过冷度.(4)制冷剂流量对微通道蒸发器进出口压降影响程度最大,空气侧风速次之,制冷剂过冷度最小.制冷剂流量由30kg/h增大到50kg/h,微通道蒸发器进出口压降增幅112%;空气侧风速由1.5m/s提高至3.5m/s,进出口压降增幅63%;制冷剂过冷度由2.5℃增大到6.5℃,进出口压降降幅为14%.(5)换热量主要来源制冷剂相变潜热过程,制冷剂入口流量对蒸发器换热量和总的传热系数影响最大,空气侧迎面风速和制冷剂过冷度对微通道蒸发器换热量影响较小.风速在1.5m/s~3.5m/s和制冷剂过冷度在2.5℃~6.5℃,换热量变化在1%~4%间,总的传热系数分别增加12.5%和降低28.3%;其他条件不变,制冷剂流量由30kg/h增大到50kg/h,换热量增大63%,总的传热系数增大30%.

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学位级别：

硕士