基于新流动沸腾传热关联式的微通道平行流蒸发器数值模型

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.004

摘要/Abstract

摘要： 提出了一种基于新流动沸腾传热关联式的微通道平行流蒸发器数值模型，并与文献中的实验数据进行对比，以验证微通道平行流蒸发器数值模型的正确性.其中，在制冷剂流量为34.6~245.6kg/h，蒸发压力为200~500kPa的条件下，分析了4种流动沸腾传热关联式对所提出的数值模型的影响.结果表明，在所采用的99%的实验数据下，新流动沸腾传热关联式的预测误差在±30%范围内.与此同时，采用所提出的微通道平行流蒸发器数值模型预测微通道平行流蒸发器的制冷量、制冷剂过热度、空气侧和制冷剂侧压降所产生的平均绝对误差分别为1.5%、18.8%、14.2%和19.8%.

关键词: 微通道平行流蒸发器；数值模型；新关联式；流动沸腾传热

Abstract: In this paper, a numerical model with the recently proposed flow boiling heat transfer correlation was established for microchannel parallel flow evaporator. The numerical model was verified by comparing the experimental data with the open literature, where the refrigerant mass flow rate range was 34.6—245.6kg/h and evaporation pressure was 200—500kPa. The effects of four different flow boiling heat transfer correlations on the numerical model performance were investigated. Results showed that the correlation predicted 99% of experimental data in a ±30% error band. Moreover, the numerical model with the correlation yielded the mean absolute errors of 1.5%, 18.8%, 14.2% and 19.8% in prediction of cooling capacity, refrigerant superheat, air side and refrigerant side pressure drop, respectively. The presented numerical model can be used to evaluate and optimize the performance of microchannel parallel flow evaporator.

Key words: microchannel parallel flow evaporator; numerical model; new correlation; flow boiling heat transfer

中图分类号:

TB 61

马磊，谷波，田镇，李萍. 基于新流动沸腾传热关联式的微通道平行流蒸发器数值模型[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(9): 1043-1049.

MA Lei,GU Bo,TIAN Zhen,LI Ping. Numerical Model of a Microchannel Parallel Flow Evaporator with
New Flow Boiling Heat Transfer Correlation[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2017, 51(9): 1043-1049.

参考文献

［1］QI Z, CHEN J, RADERMACHER R. Investigating performance of new minichannel evaporators［J］. Applied Thermal Engineering, 2009, 29(17/18): 35613567.
［2］JOKAR A, HOSNI M H, ECKELS S J. Dimensional analysis on the evaporation and condensation of refrigerant R134a in minichannel plate heat exchangers［J］. Applied Thermal Engineering, 2006, 26(17/18): 22872300.
［3］ONG C L, THOME J R. Macrotomicrochannel transition in twophase flow. Part 2. Flow boiling heat transfer and critical heat flux［J］. Experimental Thermal and Fluid Science, 2011, 35(6): 873886.
［4］梁媛媛, 赵宇, 陈江平. 微通道平行流蒸发器仿真模型［J］. 上海交通大学学报, 2013, 47(3): 413417.
LIANG Yuanyuan, ZHAO Yu, CHEN Jiangping. Numerical model for microchannel parallel flow evaporator［J］. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2013, 47(3): 413417.
［5］TSO C P, CHENG Y C, LAI A C K. Dynamic behavior of a direct expansion evaporator under frosting condition. Part I. Distributed model［J］. International Journal of Refrigeration, 2006, 29(4): 611623.
［6］张萍, 谷波, 王婷. 多元微通道平行流冷凝器理论模型与实验研究［J］. 上海交通大学学报, 2013, 47(11): 17381744.
ZHANG Ping, GU Bo, WANG Ting. Theoretical model and experimental research on multiple microchannel parallel flow condenser［J］. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2013, 47(11): 17381744.
［7］方继华, 谷波, 田镇. 制冷剂侧结构对多元微通道平行流冷凝器传热与流动性能的影响［J］. 上海交通大学学报, 2014, 48(9): 13151322.
FANG Jihua, GU Bo, TIAN Zhen. Effects of refrigerantside structure on heat transfer and flow performance of multiple microchannel parallel flow condenser［J］. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2014, 48(9): 13151322.
［8］KANDLIKAR S G, BALASUBRAMANIAN P. An extension of the flow boiling correlation to transition, laminar, and deep laminar flows in minichannels and microchannels［J］. Heat Transfer Engineering, 2004, 25(3): 8693.
［9］BERTSCH S S, GROLL E A, GARIMELLA S V. A composite heat transfer correlation for saturated flow boiling in small channels［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009, 52(7/8): 21102118.
［10］SUN L, MISHIMA K. An evaluation of prediction methods for saturated flow boiling heat transfer in minichannels［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009, 52(23/24): 53235329.
［11］CHEN J C. Correlation for boiling heat transfer to saturated fluids in convective flow［J］. Industrial & Engineering Chemistry Process Design & Development, 1962, 5(3): 322329.
［12］ZHANG M, WEBB R L. Correlation of twophase friction for refrigerants in smalldiameter tubes［J］. Experimental Thermal Fluid Science, 2001, 25(3/4): 131139.

编辑推荐 0

Metrics

阅读次数

全文

101

HTML			PDF

最新录用	在线预览	正式出版	最新录用	在线预览	正式出版
0	0	0	3	0	98

来源	本网站	其他网站

次数	30	71
比例	30%	70%

摘要

1023

最新录用	在线预览	正式出版

95	0	928

来源	本网站	其他网站

次数	509	514
比例	50%	50%

[1]	赵子任1, 杜世昌1, 黄德林1, 任斐2, 梁鑫光2. 多工序制造系统暂态阶段产品质量#br# 马尔科夫建模与瓶颈分析[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(10): 1166-1173.
[2]	周鹏辉, 马红占, 陈东萍, 陈梦月, 褚学宁. 基于模糊随机故障模式与影响分析的#br# 产品再设计模块识别[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(10): 1189-1195.
[3]	李昌玺1, 2, 周焰1, 林菡3, 李灵芝1, 郭戈1. 基于MIMOFNN模型的弹道导弹目标#br# 时空序贯融合识别方法[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(9): 1138-.
[4]	冯明月, 何明浩, 韩俊, 郁春来. 基于协方差拟合旋转不变子空间信号参数#br# 估计算法的高分辨到达角估计[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(9): 1145-.
[5]	杨平1，盛杰1，王禹程2，李柱永1，金之俭1，洪智勇1. YBa2Cu3O7δ超导带材非均匀性对失超传播特性的影响[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(9): 1090-1096.
[6]	王星, 周一鹏, 田元荣, 陈游, 周东青, 贺继渊. 基于改进遗传算法和SinChirplet原子的调频#br# 雷达信号稀疏分解[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(9): 1124-1130.
[7]	张良俊1, 2, 李晓慈1, 吴静怡1, 蔡爱峰1. 大型空间展开机构微重力环境模拟#br# 悬吊装置热结构耦合分析[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(8): 954-961.
[8]	夏海亮1, 2, 刘亚坤1, 2, 刘全桢3, 刘宝全3, 傅正财1, 2. 长持续时间雷电流分量作用下电极形状#br# 对金属烧蚀特性的影响[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(8): 903-908.
[9]	谷家扬, 谢玉林, 陶延武, 黄祥宏, 吴介. 新型浮式钻井生产储油平台#br# 涡激运动数值模拟及试验研究 [J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(7): 878-885.
[10]	林达, 朱益佳, 魏小栋, 王志宇, 张武高. 喷油参数对聚甲氧基二甲醚/柴油发动机燃烧及其#br# 颗粒物排放的影响[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(7): 787-795.
[11]	孟庆阳1, 阎威武1, 胡勇1, 程建林1, 陈世和2, 张曦2. 基于子空间方法的超超临界机组#br# 过热蒸汽系统模型辨识[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(6): 672-678.
[12]	蒋华军a, 蔡艳a, b, 李超豪a, 李芳a, b, 华学明a, b. 基于改进Sobel算法的焊缝X射线图像#br# 气孔识别方法[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(6): 665-671.
[13]	董冠华,殷勤,殷国富,向召伟. 机床结合部耦合动刚度的辨识与建模[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(09): 1263-1434.
[14]	谢启江，余海东. 硬岩掘进机刀盘载荷与撑靴接触界面刚度的耦合关系[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(09): 1269-1275.
[15]	仲健林1，马大为1，任杰1，李士军2，王旭3. 基于平面应变假设的橡胶圆筒静态受压分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(09): 1276-1280.