EVAPORATION HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS OF NONAZEOTROPIC REFRIGERANT MIXTURE R－22╱R-124 IN HORIZONTAL CIRCULAR TUBES

Abstract

雖然微鰭管廣泛應用於冷凍空調系統之蒸發器上，然而對微鰭管管內對流蒸發現象之 瞭解卻不多，至今仍然缺少通用而可靠的熱傳係數關係式來預測微鰭管內純冷媒而非 共沸混合冷熿的熱傳係數。因此本論文的重點在探討非共沸混合冷媒在水平圓管內之 熱質傳現象，內容主要分成四部份：包括微鰭管內單相熱傳及壓降分析、核沸騰熱質 傳分析、管內對流蒸發實驗及理論模擬分析。 關於微鰭管內單相熱傳及壓降分析部份，我們總共測試了七種不同尺寸之微鰭管及一 支平滑管，並使用威爾森繪圖法獲得熱傳係數，結果發現DITTUS－BOELTER方程式無 法獲得滿意之熱傳係數關係式，必須使用熱－動量類比方程式才能獲得最佳之熱傳係 數關係式。結果顯示熱傳係數及摩擦壓降的預測結果分別有85.2％及95.8％的預測值 落在±10％的誤差以內。此熱傳係數關係式不僅可準確預測本實數據，亦可準確預測 文獻上有關微鰭管內之單相熱傳係數。 由核沸騰熱傳部分之結果顯示，COOPER關係式可準確預測純冷媒之熱傳係數；然而對 現有之混合冷媒R－22╱R－124，有關的核沸騰關係式卻無法準確預測混合冷媒熱傳 係數衰減量。因此我們引用CALUS和LEONIDOPOULOS的理論而發展出混合冷媒核沸騰熱 傳係數衰減量預測關係式，不僅可準確印證R－22╱R－124混合冷媒核沸騰實驗數據 ，亦可準確預測文獻上有關混合冷媒核沸騰之熱傳係數。由微鰭管內對流蒸發之實驗 結果，我們發現純冷媒在微鰭管內之蒸發熱傳係數增強量比混合冷媒大；且由於微鰭 管內之成核孔穴較多，混合冷媒及純冷媒在微鰭管內蒸發之熱傳係數受熱通量之影響 比平滑管大，而質通量對蒸發熱傳係數之影響較熱通量之影響小。由類比關係發現， 我們可以修正混合冷媒核沸騰熱傳關係式來預測管內混合冷媒之蒸發熱傳係數衰減量 ，預測結果在±30％之實驗誤差範圍內。 關於理論模擬分析部份，我們已發展出混合冷媒在平滑管內蒸發之一維理論模式，可 預測各種混合冷媒在固定熱通量、雙套管熱交換器同向流動及逆向流動時之濃度、溫 度、熱傳係數、及壓降分佈，預測結果與TAKAMATSU等人、JUNG和DIDION及本文實驗 數據非常接近。