R410A-油在7mmC形光管流动沸腾的压降特性

    符号说明

    Din、Dout—管内、外直径,m

    f—摩擦因子

    g—重力加速度,m/s2

    G—质量流率,kg/(m2•s)

    l—管长,m

    Δp—压降,Pa

    Re—雷诺数

    x—干度

    α—空泡份额

    µ—动力粘性,Pa•s

    ρ—密度,kg/m³

    σ—表面张力,N/m

    w—油质量分数

    下标

    C、S—C形管和直管

    exp、cal—实验、计算

    1—当地

     L、G—液相和气相

    in—入口

    mix—制冷剂-油混合物

    out—出口

    o—油

    r—制冷剂

    t、f、a、z—总数、摩擦、加速、重力

    R410A是一种新型环保制冷剂,是R22理想替代物,在空调器中的应用越来越广泛.研究R410A在蒸发器中流动沸腾的压降特性对于蒸发器的优化设计具有重要意义.

    由于弯曲型换热器结构紧凑,和直管相比,弯曲管的向心力会引起制冷剂流动流型的变化和进一步的扰动,导致弯管内流动特性和直管的不同,其中弯管内更高的压降可能明显地影响环路内制冷剂的分布和饱和温度[1].国内外关于弯管内流动沸腾的压降特性研究主要集中在U形管[1,2].为了满足实际应用中对C形蒸发器特性的需要,如吸顶式换热器,有必要进行C形管内流动沸腾的压降特性研究.

    由于压缩机内润滑油会被不同程度带进蒸发器中,从而引起蒸发器内压降特性的改变.对R12-油混合物[3]、R22-油混合物[4,5]、R134a-油混合物[6]、R407C-油混合物[7]的研究结果表明,润滑油的存在会增大压降,且不同制冷剂-油混合物的压降特性是不相同的.但目前国内外关于R410A流动沸腾的压降特性研究主要集中于纯制冷剂的研究[1, 8].文献[9]中对R410A-油混合物在7 mm直光管内的流动沸腾的压降特性进行了研究.但关于C形管的压降特性尚没有公开发表的文献.

    本文对R410A-油混合物在7 mm C形管内流动沸腾的压降特性进行研究,并开发出基于制冷剂-油混合物性的压降关联式.

    1 实验装置

    实验装置如图1所示.主要包括测试段回路、油回路、室内机回路和油分器四部分[10].图2所示为测试段结构示意图.其中:测试段压差通过压差计直接测量得到;测试段出口温度通过设置在混合室内的热电偶测量获得.实验测量中热电偶误差为0.1e,压差传感器绝对误差100 Pa,压力传感器相对误差0.12%.考虑误差传递,仪器误差最终所引起的换热系数误差,最大误差为8.23%,最小误差为1.79%.对润滑油浓度的采样测试,采样和计算油浓度最大偏差小于0.25%.实验台重复性能良好,换热系数可重复性最大偏差为2.85%,压降的最大可重复性偏差为1.29%.