【摘 要】
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随着机载蒸发循环制冷系统的逐步应用,探寻更加轻小型化且高效的机载相变换热器已成为亟待解决的重要问题。作为一种新型的微小通道换热器,印刷电路板式换热器（PCHE）不仅紧凑高效、轻巧牢固,还具有耐高温高压、泄露量少、传热效率高等诸多优势,在对起飞重量和体积有着严格要求的航空领域具有非常广阔的应用前景。本文以一种当量直径为0.66 mm的3d打印铝质PCHE半圆形翅片通道为研究对象,分别以水和R134a
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随着机载蒸发循环制冷系统的逐步应用,探寻更加轻小型化且高效的机载相变换热器已成为亟待解决的重要问题。作为一种新型的微小通道换热器,印刷电路板式换热器（PCHE）不仅紧凑高效、轻巧牢固,还具有耐高温高压、泄露量少、传热效率高等诸多优势,在对起飞重量和体积有着严格要求的航空领域具有非常广阔的应用前景。本文以一种当量直径为0.66 mm的3d打印铝质PCHE半圆形翅片通道为研究对象,分别以水和R134a为工质对其单相及两相流动换热特性进行了试验研究,主要工作如下:1)设计并搭建了单相/两相流动与换热一体化通用试验系统,该试验系统可实现微小通道单相流动换热、沸腾换热、冷凝换热三种工作模式,整个系统精简有序、方便可靠;2)在Re为290～2000的工况范围内,进行了单相流阻与换热特性试验。结果表明本文通道的流阻换热特性优于当量直径为0.56 mm的PCHE菱形翅片通道,与当量直径0.69 mm的多孔扁管相比,其Nu数是多孔扁管的2～3倍,同时摩擦因子也高了一个量级;3)在质量流率为127～407 kg m-2 s-1、热流密度为8～67 k W m-2、饱和压力为0.35～0.43 MPa的工况范围内,进行了流动沸腾换热试验,发现沸腾换热系数随着干度的增大先基本不变后迅速减小,即存在一个干度拐点,当干度小于拐点值时,局部沸腾换热系数主要随热流密度及饱和压力增大而增大,当干度大于拐点值时,沸腾换热系数主要随质量流率增大而增大;4)采用空气射流冲击的方法,进行了冷凝换热试验。在质量流率为149～268 kg m-2 s-1、平均冷凝热流密度为49.7～89.8 k W m-2、饱和压力为0.45～0.75 MPa的工况范围内,局部冷凝换热系数随干度减小而减小,随饱和压力升高而减小。
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