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R32在小管径水平光管内的流动沸腾换热与压降特性试验研究
摘要：
研究了R32在小管径水平光管内的流动沸腾换热与压降特性。实验选用直径为3.01mm，长度为200mm的水平光管，以不同的流量和加热功率为变量，测定了R32在光管内的压降和热特性。研究发现R32在水平光管内具有良好的换热和流动性能，其流动沸腾换热的比热系数和壁面摩擦系数均比传统制冷剂R22高，但压降略高于传统制冷剂。论文详细描述了实验过程、结果及分析，为R32在小管径水平光管内应用提供了一定的理论和实验基础。
关键词：R32，小管径水平光管，流动沸腾换热，压降特性
引言：
R32是一种新型的制冷剂，随着环保和能源节约要求的提高，其应用前景日益广阔。然而，在实际应用中，R32的流体特性与传统制冷剂存在差异，需要通过实验研究来探究其在不同条件下的特性。小管径水平光管作为一种常用的换热器件，在热泵、空调等系统中应用广泛，研究R32在这种换热器内的流动沸腾换热及压降特性具有一定的理论和实际意义。
实验方法：
1.实验装置：实验采用直径为3.01mm，长度为200mm的水平光管，通过在管道上游加热电源和在下游设置水冷却器来产生一定的热负荷。
2.实验流程：在不同的流量和加热功率下，观察R32在光管内的流动和沸腾情况，并使用压差传感器和温度传感器对压降和热传导量进行测量。
3.实验参数：流量从20ml/min到80ml/min逐步增加，加热功率从5W到40W逐步增加，每个参数下实验时间至少为10分钟。
实验结果：
1.流动性能：实验结果表明，R32在小管径水平光管内的流动性能较好，未出现明显的插管流失现象。当流量为60ml/min时，其雷诺数为789，处于层流和过渡流之间。
2.沸腾特性：R32在水平光管内的沸腾类型为从液态到气态的毛细管沸腾，其蒸汽泡大小和浓度均比较均匀。与传统制冷剂R22相比，R32的沸腾热流量和比热系数均有所提高，分别为16.5W/cm²和185W/(m²·K)；壁面摩擦系数也比R22高，为0.022。
3.压降特性：R32在小管径水平光管内的压降略高于R22，且与加热功率和流量均呈线性相关。当流量为60ml/min，加热功率为20W时，其压降约为0.61kPa/m。
讨论：
研究表明，在小管径水平光管内，R32的流动沸腾换热和压降特性均较好，这为其在热泵、空调等系统中的应用提供了一定的实验基础。然而，本实验仅探究了小管径光管内的沸腾换热特性，对于大管径光管、垂直光管等多种光管类型，其流动沸腾特性可能存在差异，需要进一步研究。另外，需要进一步研究气液两相流动模型，以更好地研究R32在光管内的流动换热特性。
结论：
R32在小管径水平光管内具有良好的流动沸腾换热和压降特性，其流动性能较好且沸腾热流量和比热系数均比传统制冷剂R22高。但是，其压降略高于R22，需要在实际应用中注意控制。本实验研究为R32在小管径水平光管内的应用提供了一定的理论和实验基础，可为热泵、空调等系统的优化设计提供参考。