冷媒R-410A在板式熱交換器內流道間溫度分佈觀察實驗

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廖宜聖(Yi-Sheng Liao) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

冷媒R-410A在板式熱交換器內流道間溫度分佈觀察實驗

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摘要(中)

本研究接續前人利用透明壓克力製的板式熱交換器模型，觀察水與空氣模擬兩相流體在蒸發器的板式熱交換器內流動分佈，因為水的慣性力遠大於空氣，所以空氣會集中在靠近入出口的流道、水集中在遠離入出口的流道。前人研究愈改善這種流動分佈不均的狀況，在熱交換器的入口集管中每數個流道的間距置入擋板，也有擋不同的集管直徑比例、擋集管上半部與擋集管下半部，其中結果比較好的是每5個與每10個流道置入一擋板擋集管上半部的50%。流入熱交換器的環狀流會因為撞到集管上半部的擋板後，在擋板後方產生逆時針方向的擾動使得兩相流體有很好的混合，讓整體流道間的分佈獲得改善。
於實際板式熱交換器中實驗，發現氣態冷媒集中在遠離入出口的流道、飽和冷媒集中在靠近入出口的流道，後續探討因為水與空氣的模擬為絕熱過程、冷媒為熱傳過程；在流道中置入擋板能夠使集管的飽和冷媒被導入流道內，繼觀察水與空氣的模擬與改善方法後，發現以上兩種結果於實際熱交換器使用時的差異。

摘要(英)

This study continues the plate heat exchanger model which is made of Acrylic. We can observe distribution of water-air in the plate heat exchanger. Because of water’s inertial force is larger than air’s, air distributes several channels which are close to entrance and water distributes channels which are far from entrance. In past studies, there are some ways to improve the distribution. They insert some baffles in the header, different position and percent of diameter of header. Inserting a 50%-top-of-header-baffle per 5 channels and per 10 channels have better distribution.
This study is going to do the experiment to test the distribution of R-410A in plate heat exchanger. We will find out whether the baffles can make the distribution better or not

關鍵字(中)

★ 兩相冷媒
★ 板式熱交換器
★ 側面
★ 入口集管擋板
★ 溫度分佈

關鍵字(英)

論文目次

中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iii
圖目錄 vi
表目錄 ix
符號說明 x
一、前言 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 6
二、文獻回顧 8
2.1 兩相流體在多個平行流道內流動分佈不均的原因 9
2.1.1 多平行流道熱交換器和集管擺放方向 10
2.1.1.1 集管垂直擺放 12
2.1.1.2 集管水平擺放 14
2.1.2 流體性質的影響 15
2.2 改善集管內流動分佈不均的方法 16
2.2.1 平行流道插入集管 16
2.2.2 其他改善集管內流動分佈不均的方法 18
2.3總結 23
三、實驗方法 24
3.1 實驗系統 24
3.2 實驗量測設備 28
3.2.1 流量校正 28
3.2.2 壓力校正 28
3.2.3 壓差校正 28
3.2.4 溫度校正 29
3.2.5 資料擷取系統 29
3.3 實驗步驟 30
3.3.1 建立水側熱傳經驗式 30
3.3.2 紅外線熱像儀校正 30
3.3.3 以紅外線拍攝蒸發溫度場 31
3.4 數據轉換 32
3.4.1 水側實驗數據轉換 32
3.4.2 汽態冷媒實驗數據轉換 34
3.4.3 兩相冷媒實驗數據轉換 36
3.4.4 兩相區與過熱區半段方法 38
四、實驗結果 40
4.1 無擋板置入的熱交換器側面溫度分佈 41
4.2 入口集管無置入擋板水-空氣和R-410A的比較 50
4.3 每5個流道置入一擋板的熱交換器側面溫度分佈 53
4.4 入口集管每5個流道置入擋板水-空氣和R-410A的比較 62
4.5 每10個流道置入一擋板的熱交換器側面溫度分佈 64
4.6 入口集管每10個流道置入擋板水-空氣和R-410A的比較 73
五、結論 76
參考文獻 77
附錄一至十 79

參考文獻

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[5] 江耀宏，2015，使用不同擋板集管之多通道熱交換器流動分佈觀察，國立中央大學機械工程研究所碩士論文，中壢。
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指導教授

楊建裕

審核日期

2017-1-20

推文