利用替代制冷剂R-134a等为试验介质,对螺旋管内对流沸腾与凝结换热进行实验研究,发展螺旋管内两相流型图和流型转换准则关系式,建立螺旋管内对流沸腾与凝结换热过程的机理模型和准则关系式,为制冷空调等领域提供目前急需的螺旋管内R-134a沸腾与凝结的基础数据和设计依据;研究螺旋管内气液界面的动力学行为,深入探索离心力和二次回流对沸腾与凝结过程的影响机制和基本规律;发展基于R-134a的螺旋管内CHF的模化新方法和技术,为建立我国的CHF数据库技术奠定基础;研究IAFB过程的基本机理和在高质量流速与高过冷度等条件下螺旋管内过冷沸腾换热的特性和规律;为进一步发展新型高热流强度的换热装置和高效螺旋管束换热器奠定理论基础。
曲线管内的沸腾与凝结过程具有广泛的应用前景,是传热学中非常重要而又没有完全解决的研究课题。本项目是关于螺旋管内对流沸腾与凝结换热过程的研究。主要对螺旋管内对流凝结与沸腾换热和压力降特性进行了实验研究,得道了局部和平均凝结和沸腾换热系数和压力降的数据;探索了离心力场产生的二次流对凝结与沸腾换热过程和流型影响的物理机制和内在规律,发展了预测螺旋管内沸腾与凝结换热和压力降特性的机理模型和准则关系式;并对影响螺旋管内对流沸腾与凝结换热过程的有关因素(如流体状态参数、过热度、流量、冷却侧的参数),螺旋管的几何结构参数(如螺距、螺旋管直径、管径等)和布置方式(水平、垂直、倾斜)等进行了实验研究。对螺旋管对流沸腾的临界热流密度(CHF)进行了实验研究,得到了R134a在螺旋管的CHF实验数据。研究结果为发展可靠有效的螺旋管换热器优化设计方法和进一步开发高效紧凑的螺旋管换热装置提供了实验依据和方法。