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高温热泵的应用能够带来节能环保的效益,而传统工质会破坏臭氧层,并有一定的温室效应。以碳氢类自然工质为组元的混合物(50%R290/50% R600,质量比,两相区温焓曲线为线性)为研究对象,在原有实验系统的基础上对实验台进行一定的改进,针对蒸发器侧和冷凝器侧进行多工况的实验研究;并设计可视化冷凝器,利用可视化方法研究工质冷凝的全过程。蒸发器侧实验研究结果表明,同一蒸发器入水温度下,当水流量较大时蒸发器会出现冗余面积;工质在蒸发器中会产生相变传热窄点,而且其位置还会随着水流量或蒸发器入水温度的变化而移动;四个蒸发器入水温度下,系统性能参数随水流量增加的变化规律一致,即制热量和COP先是增加,随着水流量的继续增加,又基本保持不变,而热力学完善度却随着水流量的增加而不断减小;该工质在高温区间的换热性能要优于低温区间的换热性能。冷凝器侧实验研究结果表明,同一冷凝器入水温度下,当水流量较大时冷凝器会出现冗余面积;工质在冷凝器中不会产生相变传热窄点;相同的冷凝器入水温度下,水流量的变化会影响传热温差的分布;而相同的水流量下,不同的冷凝器入水温度却几乎不会对传热温差产生影响;三个冷凝器入水温度下,系统各个性能参数随水流量增加的变化规律一致,即制热量和COP不断增加,增幅越来越小,热力学完善度不断增加。可视化实验研究结果表明,工质在冷凝的过程中会出现一些典型的流型,如搅混流、弹状流(和垂直管中的弹状流有一定的区别)、波状流和分层流等;随着可视化冷凝器入水温度的降低或水流量的不断增大,工质冷凝过程的变化呈现一定的趋势:工质的过冷度不断增大,液相工质不断增加,气相工质不断减少,流动从剧烈逐渐转变为平缓,依次会出现搅混流、弹状流、波状流和分层流(每个工况下都会出现其中一个或多个流型)。