【摘 要】
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随着国际社会对高温室效应潜能值（GWP）制冷剂使用的限制,研究环保制冷剂以及降低制冷剂使用量逐渐成为学术界的重要课题。本文以低GWP非共沸混合物为目标工质,结合可降低制冷剂使用量的水平管降膜蒸发换热技术,以提高降膜蒸发换热效率为核心,开展了“低GWP非共沸混合工质蒸汽压缩式制冷系统水平管不同润湿性表面降膜蒸发换热研究”。搭建了蒸气压缩式制冷系统水平管降膜蒸发换热研究实验台,实验工质为R134a、R
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随着国际社会对高温室效应潜能值（GWP）制冷剂使用的限制,研究环保制冷剂以及降低制冷剂使用量逐渐成为学术界的重要课题。本文以低GWP非共沸混合物为目标工质,结合可降低制冷剂使用量的水平管降膜蒸发换热技术,以提高降膜蒸发换热效率为核心,开展了“低GWP非共沸混合工质蒸汽压缩式制冷系统水平管不同润湿性表面降膜蒸发换热研究”。搭建了蒸气压缩式制冷系统水平管降膜蒸发换热研究实验台,实验工质为R134a、R32、R32/R134a（0.5,0.5）、R32/R1234ze（E）（0.5,0.5）;研究了含油率、喷淋密度、热流密度、蒸发温度、润湿性对降膜蒸发换热的影响;实验过程中油浓度为1%～7.24%,喷淋密度0.0049～0.0184 kg/m.s,热流密度10～40 k W/m~2,蒸发温度3oC、6oC、9oC;实验过程中利用调节油分离器旁通阀门开度方法控制循环工质含油率;利用氧化刻蚀的方法改变换热管的表面润湿性,制作了接触角为20～30o的换热管b以及接触角小于5o的换热管c,并以抛光打磨后接触角为50～60o普通换热管a作为对比,进行不同润湿性表面降膜蒸发换热特性研究;所得主要结果如下:（1）进行了纯工质R134a、R32和混合工质R32/R134a（0.5,0.5）的降膜蒸发换热实验研究,发现R32换热系数为R134a换热系数的1.4～1.7倍,R134a换热系数为R32/R134a（0.5,0.5）非共沸混合工质换热系数的1～1.1倍,非共沸混合工质的降膜蒸发换热过程中存在传质阻力降低了其换热性能。（2）实验对比了R32/R134a（0.5,0.5）与R32/R1234ze（E）（0.5,0.5）两种非共沸混合工质换热性能,并研究了运行参数对其换热的影响,发现两者的换热系数均随蒸发温度、喷淋密度、热流密度增加而增大,而R32/R134a（0.5,0.5）换热性能为R32/R1234ze（E）（0.5,0.5）的1～1.25倍。（3）实验研究了含油率对R32、R134a工质降膜蒸发换热的影响,结果发现两种工质所得规律相似,当工质油浓度低时（0～3%）,润滑油含量增加对换热系数影响较小（微弱增加或减小）,当工质油浓度高时（大于3%）,润滑油含量增加会显著降低降膜蒸发换热系数（最高可降低50%）。（4）对R32/R1234ze（E）（0.5,0.5）在不同润湿性表面下进行降膜蒸发换热对比实验,发现表面润湿性的提升能够增强液膜的铺展程度以及减薄液膜厚度,增强换热;表面润湿性高的管b与管c相较于普通换热管a在不同换热工况下最高均可提升换热系数约25%;而表面润湿性的提升与降膜蒸发制冷系统运行稳定性以及自适应能力之间没有必要联系。
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