水平光滑管內R245fa軸向均勻沸騰傳熱特性實驗研究

涂俊平，黃計康，羅向龍，陳健勇，楊 智，梁穎宗，陳 穎

（廣東工業大學 材料與能源學院，廣東 廣州510006）

流動沸騰是低溫發電系統、制冷系統及化工過程中常見的傳熱過程，流動沸騰傳熱特性直接關系到系統的熱經濟性、安全性及可靠性[1]，對于各類系統中蒸發器設計具有重要意義[2]。有機朗肯循環(ORC)是最具推廣潛力的中低溫余熱發電技術，ORC的中低溫熱源溫度一般為100～250℃，蒸發溫度為50～150℃，R245fa是應用最廣泛的工質之一[3-4]，因此學者們圍繞該工質開展了傳熱流動實驗研究。Guo等[5]在水平光滑管內進行針對R245fa在蒸發溫度33℃和混合工質R134a/R245fa在組分0.82/0.18、蒸發溫度65 ℃的流動沸騰傳熱實驗研究，并修正了Liu等[6]半經驗關聯式系數。Gholamreza等[7]分析了在水平管和垂直管中，R245fa在20℃和40℃下重力矢量對流動沸騰傳熱特性的影響規律。Cristiano等[8]研究了R245fa和R134a在不銹鋼圓管內，22℃、31 ℃、41℃下兩相流動沸騰傳熱機理，并對Saitoh等[9]和Zhang等[10]的半經驗關聯式計算值與實驗值偏差進行了對比分析。Cristiano等[11]分析了R245fa在水平圓管內低溫流動沸騰傳熱特性和微尺度摩擦壓降的關系。Chao等[12]研究了混合工質R134a/R245fa在組分分別為0.1/0.9、0.3/0.7和蒸發溫度22℃、26℃、30℃下的核池沸騰傳熱特性實驗。

從以上研究可以看出，盡管目前學者們圍繞R245fa開展了一定的傳熱流動特性研究，然而大多兩相流動沸騰傳熱特性實驗研究是針對熱泵和制冷系統的低溫蒸發過程，蒸發溫位基本低于60℃[13-15]。而由低溫蒸發獲得的傳熱流動特性及關聯式，應用于有機朗肯循環系統高溫高壓蒸發過程時，偏差較大，無法直接用于工程實踐。……