负压下水在水平铜管表面沸腾换热的实验研究

俞丽华　许树学　马国远　王 军

(北京工业大学环境与能源工程学院　北京　100124)



负压下水在水平铜管表面沸腾换热的实验研究

俞丽华许树学马国远王 军

(北京工业大学环境与能源工程学院北京100124)

以天然制冷剂水(R718)为工质的蒸气压缩式制冷及热泵系统，工作压力通常低于常压。为研究负压条件下水的沸腾换热特性，搭建了水在水平铜管表面换热的实验装置，在1.8～3.3 kPa的压力范围内对水在水平铜管表面的沸腾换热进行实验研究。结果表明，换热系数随压力的升高和热流密度的增加而增大。将实验数据与相同条件下Cooper公式的计算结果进行对比，并利用最小二乘法回归出适用于本实验条件的换热系数的经验公式，以方便工程实际应用。本实验对水蒸气压缩式制冷及热泵系统中蒸发器的换热及强化研究具有一定的指导作用。

制冷剂；传热系数；蒸发器；负压；水

随着《蒙特利尔议定书》中HCFCs完全禁止使用日期的逼近，天然制冷剂水(R718)重新受到了国内外学者的重视[1-3]。袁卫星等[2]研究表明，除环境友好外，在一定工况下水蒸气压缩式制冷系统的性能系数甚至高于传统制冷剂。任金禄[3]在研究中提到，以水为工质的蒸气压缩式制冷系统的理想循环制冷性能系数为5以上。丹麦某塑料公司扩建项目采用水蒸气双级压缩制冷系统，其制冷COP最大达到12.5。为满足水蒸气的大体积流量，350 kW以上容量的机组应使用高速离心式或多级轴流式压缩机[4-5]。对于中小型容量的机组，罗茨压缩机是水蒸气压缩式制冷系统的理想机型[6]。……