管壳式蒸发器内分流板均分性能的研究

宋哲，许波，陈振乾

（东南大学能源与环境学院，江苏南京 210096）

引言

管壳式换热器应用广泛，在制冷系统中，两相制冷剂被等量分配到并联支路对蒸发器的效率十分关键。国内外研究表明，蒸发器各管间制冷剂分配不均是制约其换热性能提升的主要原因，使换热器效率损失25%以上[1-3]，而两相流分布不均导致蒸发器的传热性能降幅远高于冷凝器[4]。蒸发器内支管供液量偏小使得制冷剂迅速蒸发，无法充分利用换热面积，支管供液量偏高会使压缩机吸气带液，两相制冷剂尤其是液相分配不均会导致制冷系统性能恶化[5-6]。因此，国内外学者对蒸发器内的流动分配均匀性进行研究。

目前，换热器流体分配均匀性的研究较多关注于分流器[7-8]和入口分配结构[9-13]，蒸发器内制冷剂分配的主要影响因素包括入口结构、支管参数、支管数量、入口工况等，同时发现在集流管等分配结构内侧设多孔挡板可提高支管流量的分配效果。Shi 等[14]提出在集管内安装分流板的方法改善微通道蒸发器内的流量分配均匀性，实验结果表明分流板可提高蒸发器的换热效率。Wang 等[15]研究得出多孔挡板可改善管壳式换热器管程流动分布的均匀性，通过数值方法提出了最佳挡板形状和挡板孔的最佳分布。Raul等[16]研究板翅式换热器入口集箱内的流动分配不均，提出了不同布置方式的双挡板集箱结构以提高均匀度。刘巍等[17-18]以制冷剂R134a 为工质，实验研究分流板对平行流蒸发器的均分性能的影响，认为内部阻力随分流板开孔面积增加而减小同时提高制冷量，随后阻力系数的减小速度变缓而不均匀度增大，得出分流板开孔面积存在最佳值。……