多元混合工质低温换热器的实验的研究.pdfVIP

中I马1。程热物理学会 传热传质号 鹅I届年会 31-16 编工01 多元混合工质低温换热器的实验研究+ 公茂琼吴剑峰齐延峰胡勤国罗．仓周远 中国科学院理化技求研兖所制冷与低温工稃研寄中、 电话：010Email：gongmq@c1．cryo．ac．cn 摘要：逆流换热器是多正混☆7』五低温竹洫制冷帆中培为*键的部件之 奉t计时多儿低温混ji 磺荇流制冷机纤常采用的管套管^逆流接热器进行唼验研吨．博“』l采用小Hf质／-晌换热器练台换 热系数，实验中丹条件者|5足真实制冷机的典型运行I况．实验结果拥深J。我们对采用多』‘混台J质订 且卡『相-坐传热情巩下的T作特忡的，解，对今后制冷扫【换热器的吐汁具有很人的帮助 关键词：多几混合r质、逆流换热{{}}、低温制冷机、实验研究 一、前言 多元混合物I：质1，流制冷机在过去儿年有了很人的进展，采HI单级油润滑商川制 冷压缩机驱动的多元混台1．质。竹流制；夸机与其他形式的制冷机相比具有明显的优点：低 温F无运动部什、可靠性高、具有良好的热力性能、低制造成本等．已经成为80K--200K 温区的主力制冷机f-．“。逆流热交换器是混合}．质Ir流制冷机申展为_j∈键的部f，|． 其性能将直接影响制冷机的整机性能；众所周知．从热力学角度讲，较小的传热渝革将 减小系统不可逆损火，但是从传热学角度讲．住完成定的传热负荷时．小的传热温荠 将导致较人的换热面积，换热面积的增人将导致两个问题． ‘是系统尺寸增加． 是，， 的传热面积将可能导致1：质流动乐力损，大增加，这也将导致系统性能r降。冈此，住以 完成所承担的传热负荷为目标r．存在一个换热器的优化问题．这个问题的解决将在报 人程度上依赖’r我们对这种多元1r共沸混台l：质热交换器1：作特性的认识程度。本文研 r多元低温混台f质制 究将以多元低温混合l：质。1r流制冷机为直接应Hj背景。研究麻Hj 冷机中逆流拱热器的f：作特性。 二、实验装置 虑Ⅲr混合I质1，流制冷机中逆流换热器可以有多种形式．但是管套管式换热器 由r其制作简单、纵向漏热小、换热器住制冷机内布置玎式灵活等特点．成为目前并国 住开展多元混台I质1，流制冷机研究中最常麻H{的换热器之木殳=实验研究将针对 80K一100K个典，p 180K--200K、120K一150K雨l 个典邳制冷温度范同开展，n体7,j 制冷渝医范同。针对每个制冷温R．分别研究换热器存不同I：质配比、不同I．作温度及 1．作条什F的热力特性及流动特性．实验中采Ⅲ了两个不同结构的管套管式逆流换热器 ’围|寐臼然科学蕞金资助项目．资助·， 1045 及二种典型I．质(分别针对二个典喇温区)。 FN具体介纠一F实验装萱。为了能够真实反映换热器在制冷机|』=|的1．作情况． 本实验装置是在～个真止的多元混合I：质1，流制冷系统的基础上建立起来的，幽1为实 验系统的示意幽。实验装置包括两个部分：一部分是制冷系统，另一部分是过料数据测 龄及采集系统。制冷系统由压缩机单元平|哺0冷器单元组成，压缩机单元包括一台全封fj] 油润滑制抟压缩机帚l组装住一起的斤拎却器(冷凝器)，同时住压缩机高乐出口安装一 个润滑油分离器，目的将：j‘质挟带的润滑油分离后返同压缩机，保证系统的可稚性：制 玲器单元全部安装在真空杜瓦内，包括傲测试部分的逆流换热器及{，流元r旧l蒸发器， 托流元什及蒸发器i要瑚采完成循环同路，并可以州米改变运行I‘况。为了能够测量到 换热器温度及压力分布．对换热器结构进行了特殊处理，将换热器分成若干小段(本实 验换热器共分为lO段)，在每段迎接处进行温度手¨压力的测量。 另外，为了控制制冷机运行I：况，在蒸发器上缠绕电阻丝，通过直流电源供电，