摘要：丙烷(R290)作为一种性能优异的自然制冷剂,其两相流动压降特性在换热器设计及制冷系统优化等方面起到重要作用,而且目前对于低质量流率以及低饱和压力条件下的压降分析相对较少,且仅有少数研究结合流型进行分析。因此,开展了R290在内径6 mm的水平光管内压降特性实验研究。在如下实验工况范围内,质量流率70~190 kg·m^(-2)·s^(-1),热通量10.6~73.0 kW·m^(-2),饱和压力0.215~0.415 MPa,干度0~1,获取了压降实验数据,并进一步基于实验工况以及流型分析了加速压降、两相摩擦压降的变化趋势。对比了现有的摩擦压降关联式并基于Friedel模型,使用Rev/Rel和液相Froude数Fr表征气液相相互作用,获取了一个新的基于流型的两相摩擦压降关联式。新模型可以很好地预测R290实验数据,预测结果的平均相对偏差(ARD)为-0.2%,平均绝对相对偏差(AARD)为5.2%,λ_(30%)为97.9%。对比文献中的实验数据,10组数据预测结果的ARD为10.0%,AARD为19.3%,λ_(30%)为80.3%,由此可见新模型具有一定的预测精度和适用性。

摘要：对文丘里管扩张段加速压降和摩阻压降进行理论分析,利用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法针,对管径50 mm,节流比0.55的长喉颈文丘里,从扩张角度和扩张段形状入手设计了4种结构,寻找适合湿气流动且能提高文丘里前后差压比值K对液相体积含率LVF线性辨识能力的最优结构。模拟结果与理论分析吻合,表明差压比值K随扩张角度增加而增大,但难以实现线性辨识。扩张段采用椭圆弧结构,可通过减小加速压降增大摩阻压降提高K值对液相的分辨能力。同时必须保证扩张段与后直管段平缓连接,从而确保湿气流动形态稳定。椭圆弧结构与直线结构平缓相接的扩张段模型在保证湿气流动稳定前提下,将差压比K与LVF的线性度由原先的1.5%拓宽到4.5%。

摘要：管内流动换热关系式受加热管进出口工质参数影响大,掌握高速可压缩气体在管端部的温度、压力及速度分布规律,对于流动换热模型研究具有指导意义。文章以空气为研究对象,开展流动换热特性实验研究,获得了不同加热功率和流量条件下的进出口空气温度、压力和压差等参数。结果表明,工况范围内,定性温度选择壁面平均温度时比选择进出口流体温度高1.05~1.4倍;随着入口速度增大,出口速度呈现出非线性变化的特点;质量流量与速度乘积增大时,加速压降份额也逐渐增大,所占份额可达约40%。因此,空气流动换热关系式计算时需要关注气体定性温度、速度的影响,阻力系数计算时应排除测量中加速压降的影响。实验数据为流动换热关系式的精确计算提供了数据支撑。