包络化合物浆管内流阻特性的初步研究

　　0引言

　　四丁基澳化钱(TBAB)包络化合物浆(CHs)可以在较宽的温度范围(0、12“C)发生相变,在相同条件下,其潜热密度通常为冷却水的3、4倍[l],同时又具有较好的流动性,被认为是一种良好的潜热输送材料,将会在中央空调系统、区域供冷系统中扮演重要角色。CHS流动属于固液两相流,目前的基础研究相对缺乏,主要表现在管内流动的阻力和传热特性方面。CHS的流动阻力与众多因素相关,其中固相含量(SPF)、管道内的平均流速[z]、管径[s]、浆体戮性、溶液初始浓度等被认为是主要因素。为了确定各影响因素的重要程度,为进一步研究提供依据,本文采用正交设计实验法对影响CHS流动阻力的三个因素(SPF、平均流速和管径)进行了正交实验。

　　1实验部分

　　1.1实验准备工作

　　实验使用工业纯TBAB,纯度>99%。配制溶液初始质量浓度为22%,其相平衡温度在7oc左右l’l,与常规中央空调设计的冷冻水供水温度一致。作者搭建了流动实验台研究CHS的管内流动阻力情况,如图1所示。使用质量流量计计量浆体的质量流量,热电阻测量温度,差压计测量水平管内流动的阻力变化;变频泵调节流量,电加热设备调节固相含量。

　　1.2正交实验设计

　　水平管内流动阻力是多因素共同作用的宏观表现,各因素之间既有相互独立因素,也有相关性因素。采用正交设计实验,可以优化实验内容,有效地节省资源,对实验的深入进行具有指导作用[s]。

　　选取截SPF)、B(平均流速)、C(管径)三个独立因素进行实验,其中,因素A、B取四个水平值,因素C取2个水平值,选用L16(4³x2⁶)混合水平正交表,实验因素与水平结果见表1。

　　2实验结果分析与讨论

　　根据L16(43x26)混合水平正交表安排实验,对压力损失的实验结果进行无量纲化处理[e],作为主要考察指标,实验结果见表2。对正交实验结果进行极差分析,确定各因素影响程度的大小关系。

　　由上述极差分析结果可知,三个因素一A(固相含量SPF)、B(平均流速)、C(管径)对于CHS管内流动阻力影响程度的大小关系为:B>A>C。这说明,管内流动速度是影响管道阻力的主要因素,固相含量的作用次之,管道直径对阻力变化的影响较小。因此,在工程设计时,水泵选型时更多地要考虑流速范围对压力损失的影响。

　　3结论

　　(l)正交设计法可用更少的实验次数,获得更多的信息。对筛选主次因素,确定实验方向具有指导意义。

　　(2)对TBABCHS管内流动阻力的影响因素中,平均流速>固相含量>管径。

　　(3)所得结论,为工艺设计中降低管内流动阻力提供了主要的调整手段;同时,对我们今后深入研究TBABcHs管内流阻特性指明了方向。